LEO多星座增强BDS精密单点定位性能评估

针对不同构型的低轨星座(LEO)增强北斗卫星导航系统BDS的精密单点定位PPP性能开展研究。通过IGS高、中、低纬度6测站实测数据、精密轨道及钟差产品,生成BDS、“鸿雁”HY、“微厘空间”CS精密星历、卫星钟差、观测量等实验仿真数据,构建了LEO增强BDS PPP数学模型,实现了BDS、BDS+HY、BDS+CS、BDS+HY+CS不同组合PPP。实验结果表明,在10、60 min静态PPP定位精度以及平均可视卫星数、PDOP值等方面均有不同程度的提升,HY对高纬度KIRU站改善效果显著,收敛时间减至2 min以内,CS对低纬度FAA1站测站收敛时间的提升最大,从46 min 50 s缩短至2 min,HY+CS增强BDS的效果最好,10 min定位精度均能达到毫米级,除FAA1站外其他测站均收敛在1 min以内。

北斗卫星导航系统精密定轨技术研究现状

北斗系统开通运行以来,无论是系统建设还是精密定轨技术均获得了长足发展。文中简要介绍了北斗系统目前的建设情况,总结梳理了北斗卫星精密定轨技术发展现状。在此基础上,分析论述了北斗系统精密定轨中亟待解决的主要问题。

GPS水准在杭州湾跨海大桥中的应用

介绍了利用GPS水准获取正常高的方法。结合杭州湾大桥工程,讨论了该方法在大型桥梁工程中应用的可行性及一些值得注意的问题。

柔性双三氮唑配体构筑的二维镉(Ⅱ)配合物的合成、结构和荧光性质(英文)

水热条件下,合成了1个镉的配位聚合物{[Cd(L)(HBTC)(H2O)]·H2O}n(L=1,2-二(1,2,4-三氮唑-1-亚甲基)苯,H3BTC=1,3,5-均苯三酸)并对其进行了元素分析,红外光谱,热重以及X射线单晶衍射分析。结构分析表明,镉中心为六配位八面体结构,赤道平面上,4个配位O原子分别来自2个HBTC2-二价阴离子和配位水,轴向上的2个配位N原子来自2个不同的L配体。该配合物是1个二维(4,4)网络结构,并进一步被分子间的O-H…O氢键作用构筑成三维超分子结构。同时研究了配合物的荧光性质。

一种北斗卫星精密定轨方法

利用BDS/GPS双模观测数据,研究了高精度北斗卫星精密定轨的实现方法,使用PANDA软件,结合"北斗卫星观测实验网"的实测数据,进行了精密定轨实验,结果表明:北斗卫星径向定轨精度能够达到优于10 cm的水平;其中,GEO三维定轨精度能够优于5 m,但沿迹方向存在系统偏差,IGSO/MEO三维定轨精度优于0.5 m。

附加原子钟物理模型的PPP时间传递算法

传统精密单点定位(PPP)时间传递算法通常把接收机钟差当作相互独立的白噪声逐历元进行估计,而忽略了钟差参数历元间的相关性。针对这一问题,本文提出了一种附加原子钟物理模型的PPP时间传递算法。该算法通过利用Kalman滤波对高稳定度的原子钟钟差进行建模,拓展传统PPP时间传递模型中的接收机钟差参数,并给出了Kalman滤波过程噪声协方差和初始状态向量的确定方法。试验结果表明:该算法可以有效避免传统算法时间传递结果需要一定收敛时间的问题,使解算结果更加符合原子钟的物理特性,能够显著提高时间传递结果的精度和稳定性,可将单站时间传递精度平均提高58%,站间时间传递精度平均提高51%。

Kalman滤波在周跳探测与修复中的应用

论述Kalman滤波理论在周跳探测与修复中的应用原理和方法,给出具体的解算步骤,并结合实测数据进行分析,结果表明:Kalman滤波在对静态非差相位观测数据进行周跳探测时,噪声波动范围很小,周跳不会被噪声淹没,即使对小周跳,Kalman滤波也可以很好地将其探测出来,并能够以一定的精度进行修复。

北斗卫星导航系统双差动力法精密定轨及其精度分析

针对GEO卫星切向轨道分量与双差模糊度强相关的问题,对经典双差动力法进行了改进,提出联合使用载波相位和相位平滑伪距实现北斗系统精密定轨,并从理论上分析了以上处理策略的可行性及对模糊度固定的影响,然后结合北斗系统精密定轨特点,推导给出了利用QIF方法实现北斗卫星双差模糊度固定的基本原理,实测数据分析表明:联合载波相位和相位平滑伪距,既可降低相关性,又可兼顾精度,定轨效果优于经典双差动力法;利用QIF方法能够取得一定的模糊度固定效果,但受观测条件限制,北斗卫星双差模糊度固定成功率整体不高,双差模糊度固定之后对轨道的改进作用有限。

北斗三号空间信号测距误差评估与对比分析

北斗三号作为我国自主建设的全球卫星导航系统,其本身性能水平以及与其他卫星导航系统的性能对比情况,对后续推广应用具有重要影响。为此,本文以空间信号测距误差(signal-in-space range error,SISRE)作为系统关键性能指标,以GFZ提供的多系统精密轨道钟差作为标准,给出了卫星轨道、卫星钟差、SISRE的比对评估方法,并以2020年1—3月共3个月的实测数据,验证了北斗三号相对北斗二号的精度改进情况,并重点分析了北斗三号与GPS、Galileo、GLONASS之间的性能对比关系。结果表明:无论是卫星轨道还是卫星钟差,北斗三号的精度水平相对北斗二号都有了明显提高;北斗三号卫星轨道在R、T、N方向精度分别达到0.07、0.30、0.26 m,在4个全球系统中处于最优水平;卫星钟差精度达到1.83 ns,基本与GPS系统持平,优于GLONASS,但还略差于Galileo;在空间信号测距误差方面,如果仅考虑轨道误差,北斗三号SISRE(orb)平均达到0.08 m,紧随其后,Galileo达到0.26 m,GPS达到0.57 m,GLONASS达到0.98 m。如果综合考虑轨道和钟差误差,北斗三号SISRE平均达到0.50 m,稍逊于Galileo的0.38 m,略优于GPS的0.58 m,明显好于GLONASS的2.35 m。

卫星钟差超短期预报模型分析

采用线性模型、二次多项式模型、灰色模型和基于历元间差的二次多项式模型对不同卫星的钟差进行预报分析。结果表明,在超短期钟差预报中,四种方法预报精度相当,且均能满足实时精度单点定位的需要。在小样本的超短期预报中,钟差预报的精度与卫星的相关性很小,主要取决于钟差在不同时段内的小尺度变化以及所预报时间的长短。

GPS多差相位观测量数学相关性的分析表示

给出了GPS载波相位测量中I个测站同步观测S颗相同卫星O个观测历元所在弧段内单差、双差、三差乃至更高次差分相位观测量之间数学相关性的分析表示。它克服了多条基线同时求解时无法精确顾及多差相位观测量之间相关性的缺陷,使得单、多基线矢量解算无需用大型矩阵求逆就能得到相关权阵,只需列出误差方程,组成法矩阵后求解有限个待估参数,从而极大地提高了求解速度,具有重要的实用价值。

导航卫星精密轨道与钟差确定方法研究及精度分析

介绍导航卫星精密轨道与钟差确定的相关方法,重点研究联合双差与非差GNSS数据处理技术实现精密定轨与钟差估计的原理与实现方法,基于GPS实测数据进行定轨与钟差确定精度分析。结果表明:利用全球均匀分布的30余个测站一天的观测数据,R、T、N方向定轨精度可以达到0.031 m、0.074 m、0.077 m,卫星钟差确定精度可以达到0.22 ns。

由广播星历解算卫星位置、速度及精度分析

介绍由广播星历和精密星历解算卫星位置、速度的方法。给出了广播星历解算卫星速度的公式,推导了一种由仅包含卫星位置信息的现代精密星历内插卫星速度的方法,并利用精密星历对由广播星历计算的卫星位置、速度精度进行分析。结果表明,GPS广播星历解算的卫星位置误差小于2m,速度误差基本在0.1cm/s之内。

基于无人机平台的测控设备精度鉴定系统

无人机技术的迅猛发展为建立高效快捷的测控设备精度鉴定方法提供了技术支撑。本文探讨基于无人机平台的测控设备精度鉴定系统的组成、工作原理及鉴定方法,并进行飞行试验,实现基于无人机平台搭载的GPS接收机观测数据的载波相位动态相对定位。结果表明,该系统能够为测控设备的精度鉴定提供高精度标准数据。

BDS/GPS接收机系统间偏差稳定性分析

接收机系统间偏差(Inter-System Bias,ISB)稳定性分析对于了解ISB误差特性和建模预报具有重要意义.为了分析ISB的长期稳定性,选择MGEX(Multiple Global Navigation Satellite System Experiment)网2014—2016年每年各1周的数据,分别采用武汉大学和德国地学研究中心提供的精密钟差和轨道产品,利用BDS(Bei Dou Navigation Satellite System)/GPS(Global Positioning System)组合精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)计算测站的ISB值,并对ISB的日稳定性和周稳定性进行了深入分析.实验结果表明:ISB的日变化比较稳定,日标准差平均值约为0.5 ns.不同年份数据的ISB周平均值和周标准差的差异较大,并且ISB周平均值与测站的接收机类型有关.采用不同精密产品计算得到的ISB之间存在系统性偏差,对于同一周不同测站的ISB周平均值,该系统性偏差一致性较好.

GNSS单站授时系统性偏差分析

从单站授时基本观测方程出发,对引起系统性偏差的原因进行研究,结合具体实验分析卫星钟差和接收机硬件延迟对授时结果的影响。实验结果表明,卫星钟差引起的系统性偏差随时间变化,对所有测站影响相同;接收机硬件延迟会对授时结果造成系统性偏差影响,不同测站的系统性偏差不同,其大小取决于各自接收机硬件延迟的偏差,在进行授时及时间同步时应当加以改正;接收机硬件延迟不影响授时结果频率的稳定度,在进行频率传递时无需改正。

标准单点定位与精密单点定位精度对比研究

简要介绍标准单点定位(SPP)与精密单点定位(PPP)的基本原理和主要区别,并结合实测数据,分析比对两者的静态和动态(0速)定位精度,得出结论:在目前GPS系统状态下,SPP静态定位精度优于±2m,动态定位精度在±3m左右;PPP静态定位精度达±1cm,动态定位精度优于±10cm。在一定速度范围内,两者定位精度相差两个数量级。

GPS快速定位中病态问题的正则化抗差解法

针对GPS快速定位中因观测信息不足造成的法矩阵病态和观测量含粗差的问题,利用抗差M估计思想,提出一种新的抗差估计——正则化抗差估计。这种方法可以用于解决大地测量中的不适定性问题。通过计算表明,该方法具有抗粗差能力强、精度高和稳定性好的特点。

星载GNSS低轨卫星精密定轨快速解算方法

针对星载GNSS低轨卫星精密定轨过程中需估计大量的钟差参数、模糊度参数及伪随机轨道参数,导致求解耗时较长的问题,利用参数预消除的原理分别对不同类型的待估参数进行预消除从而提高计算效率,并对伪随机轨道参数难以直接预消除问题进行分析,给出了利用轨道参数在子区间I i-1与I i间的递推关系进行参数预消除的方法。最后通过实验验证了该方法的有效性。

GPS单点定位观测值的精度分析与改进

通过实验分析单点定位中常用的消电离层组合伪距观测值精度与P码伪距精度的关系,得出:当P1、P2码伪距精度相差较大时,消电离层组合伪距观测值精度降低,从而导致定位精度低于P1码伪距的定位精度。针对以上问题,提出一种改进GPS单点定位观测值的方法:当P1、P2码伪距精度相近时,采用消电离层组合伪距观测值,反之采用P1码伪距。最后,通过实验数据验证了此方法在提高单点定位精度上的有效性。