弹载GNSS虚拟参考站差分定位技术研究

针对高动态目标定位的长基线实时解算需要,本研究采网络多基站融合技术,结合基准站与线性内插模型算法,生成虚拟参考站伪距观测值,并将虚拟参考站作为基准站与目标进行伪距差分解算,从而解算高动态目标的位置轨迹。通过静态目标与高动态目标的实测数据验证,在有3个基准站的情况下,静态数据的定位精度达到0.399 m;而高动态目标在目标与基准站共视卫星个数不少于6颗的情况下,定位中误差不超过2.750 m;而与光学雷达、多测速雷达等其他外测设备的实测综合轨迹相比,两者之间位置差异的均方根值为6.390 m,基本满足高动态目标的定位需要。

增强虚拟参考站网络系统软件(VENUS)研制

论述了具有自主知识产权的网络GNSS增强虚拟参考站系统软件（VENUS）的总体设计和功能模块设计。该软件系统平台界面友好，商品化程度高，目前已投入实际网络的运行中，稳定性好。经统计，其实时动态定位（RTK）的外符合精度水平为2～3cm，高程为3～6cm；内符合精度水平为1～2cm，高程为2～4cm；精度分布均匀，初始化时间短。

一种基于网格虚拟参考站的伪距差分定位方法

为增强国家大地点坐标的安全性,在网络伪距差分方法基础上提出一种网格伪距差分方法。该方法将经纬线网格的交点作为虚拟参考站,将基准站的伪距改正数内插到网格虚拟参考站上,播发各虚拟参考站坐标和伪距改正数,最终实现流动站用户伪距差分定位。实验表明,该方法能获得与多基准站伪距差分定位方法相当的精度,实时水平方向定位精度优于1m。

一种网络RTK新技术——增强参考站

通过分析虚拟参考站技术和主辅站技术的不足,提出了一种新的网络RTK技术———增强参考站技术(ARS)。分析了这种技术的原理并阐述了该技术中改正数的生成方法,同时,提出了一种基于RTCM编码的适合于该技术的改正数编码格式。在此基础上,分析了该技术的RTK定位精度、数据传输效率和系统可靠性,从理论上说明了增强参考站的技术优势。最后,以四川综合GPS服务网(SIGN)的子网数据对该技术进行了验证,结果表明,该技术具有高定位精度、高数据传输效率的特点,是一种理想的网络RTK技术。

GPS虚拟参考站原理及实测精度验证分析

首先介绍GPS RTK技术的局限性,然后分析基于GPS连续运行参考站网络虚拟参考站的基本原理、数学模型,根据综合误差线性内插原理计算虚拟参考站的综合原始观测数据,求出流动站的定位结果;然后就某市建立的虚拟参考站网络的实测数据进行动态、静态精度分析;最后得出结论:虚拟参考站技术扩大GPS RTK的使用范围,提高动态测量的精度,其开放式的数据服务使VRS技术成为NetWork RTK的主要发展方向之一。

连续运行参考站系统的建设及其在测量中的应用

介绍了苏州市GPS连续运行参考站系统的建设及其在测量中的应用,详述了系统的原理,各组成部分的功能,以及在测量领域中的应用,供各位同行参考。

连续运行参考站系统（CORS）技术在土地勘测中的应用

一、CORS技术概述（一）CORS的工作原理CORS是一个在较大的区域内均匀布设多个连续运行GPS参考站，在网络CORS系统中可采用虚拟参考站技术。虚拟参考站技术就是利用地面布设的多个参考站组成GPS连续运行网络，综合利用各个基站的观测信息，通过精确的误差模型修正距离相关误差，在用户站附近产生一个物理上不存在的虚拟参考站，与用户站构成短基线或者超短基线差分，用户站接收该基准站的差分信息进行定位。该系统解决了RTK作业距离上的限制问题，并保证了用户的精度，得到高精度的定位结果。CORS技术目前在方法上分成VRS、FTK、主辅站技术等。

基于网格中心点虚拟参考站的伪距差分方法

传统网络伪距差分定位方法中,服务端播发多个基准站观测卫星的伪距改正数和坐标,流动站用户接收所有基准站伪距改正数后内插得到自身所需伪距改正数。为简化流动站算法、保护国家大地坐标安全,本文提出了基于网格中心点虚拟参考站的伪距差分方法,该方法是将经纬线网格的中心点作为虚拟参考站,将基准站的伪距改正数内插到该虚拟参考站上,播发各虚拟参考站坐标和伪距改正数,流动站通过单点定位确定所在网格,利用其中心点上参考站的伪距改正数进行差分定位。试验表明,该方法在静态与动态情况下平面与高程方向均能获得亚米级定位。

网络RTK参考站间模糊度动态解算的卡尔曼滤波算法研究

提出一种适用于参考站网络的站间模糊度解算方法,该方法使用CA码与相位的电离层无关组合解算宽巷模糊度,利用多路径效应的周期性削弱CA码多路径效应。在宽巷模糊度得到固定后,利用卡尔曼滤波对L1模糊度进行估计,并使用模糊度失相关搜索算法,动态地确定模糊度。这种方法已经应用在自主开发的网络RTK软件上,并以四川GPS综合服务网络SIGN(Sichuan Integrated GPS Network)作为试验网络,进行了试验和分析。

GPS参考站网络的电离层延迟建模技术

针对当前4种主要的网络RTK模型,研究用户流动站位置电离层延迟误差建模技术,建立了基于距离相关误差相关特性的电离层延迟误差改正数计算的统一形式,在此基础上对4种电离层延迟建模方法的特性及改正精度进行了分析.基于四川GPS连续运行参考站网络(GPSNOS)以及南加州集成GPS观测网络实测数据的分析表明,改正模型的精度和可靠性等指标受多种因素影响,存在明显差异;线性内插改正模型和线性组合模型用于200 km以下的中距离参考站网络,实现了优于2～5 cm的流动用户位置电离层延迟误差改正精度,证明是较优的电离层改正模型.上述模型用于虚拟参考站技术中,实现对包括电离层延迟误差在内的分类建模系统误差和精确改正,可有效提高中长距离网络RTK的定位精度.

GPS/VRS参考站网络的对流层误差建模技术研究

在虚拟参考站(VRS)技术中,参考站与流动站间的高程差异会引起对流层误差改正数中存在系统偏差影响,使对流层改正精度降低。在常规网络内插改正模型的基础上,借助先验对流层模型,提出了一种能自主修正高程偏差的距离相关对流层网络内插模型(MHDIM)。基于四川GPS连续运行参考站网络(Sichuan GPS Reference Station Network-SGRSN)实际测试数据的分析表明,对于地形变化较大的中长距离稀疏GPS/VRS参考站网络(如流动站与参考站间高程差异大于500m),应用MHDIM模型可使对流层延迟误差改正精度提高到2到3cm并实现cm级网络RTK定位结果,适用于GPS/VRS参考站网络cm级实时动态定位要求。

虚拟参考站技术中对流层误差建模方法研究

大气折射误差和轨道误差是制约长距离RTK精度的主要因素。虚拟参考站技术利用多个基准站的观测数据来建立大气延迟误差和轨道误差模型,以削弱这些误差的影响。在分析测站高程对对流层延迟建模精度影响的基础上,提出7种含高程影响因子的对流层误差建模模型,并通过两个实例,分析比较这几种对流层建模模型的精度和适用条件。最后,分析和讨论建议模型用于实时动态定位的精度,得出一些有益的结论。

GPS连续运行参考站系统定位精度检测方法研究

对GPS连续运行参考站系统(CORS)的用户定位精度检测方法进行了较全面的探讨和分析,在常用静态已知点检测法和与后处理定位结果比较检测法的基础上,提出了陆地规则几何轨迹的动态检测法和固定基线长度的相对动态检测法。并利用其中的3种方法对一GPS连续运行参考站系统的动态定位精度进行了全面的检测,其结果表明:综合使用几种方法,可以较全面、有效地分析GPS连续运行参考站系统在其覆盖区域的定位精度。

我国地面气温参考站点遴选的依据、原则和方法

由于城市化和观测环境变化的影响,我国现有国家级气象台站网观测的地面气温资料许多已不能满足气候变化检测研究的要求。利用我国全部气象观测站网的台站信息,对地面气温资料序列质量进行了系统评价,遴选出可用于气温变化研究的参考站点。这项工作建立了地面气温参考站点遴选的原则、方法和步骤,并据此确定了138个地面气温参考站。这些台站可代表背景地面气温场,其长期气温观测资料可用作城市台站或国家级台站城市化增温评价的参考,也可直接用于我国地面气温变化的检测分析。

一种参考站间双差模糊度快速解算策略

由于对低高度角卫星模糊度解算的困难,提出了一种参考站间模糊度解算策略。该策略使用多路径削弱方法,以相位与伪距无电离层组合作为观测量进行滤波,对相关性较强的L1模糊度使用最小二乘模糊度降相关平差法进行整数估计,并行解算宽巷和L1模糊度。这套系统在四川完备参考站网络(SIRSN)中的实时测试说明,在中低纬度和中长基线的网络环境下,该模糊度解算策略是高效和可靠的。

TRACK高频GPS定位中震时参考站的选取方法

对于以TRACK软件为代表的差分定位软件来说,震时参考站的选择是高频GPS数据处理中的关键问题。以汶川地震为例,通过对比分析,认为选择观测质量较高,多路径效应小于0.2 m,且间距大于地震波传播速率与持续时间乘积的站点作为参考站,可获得高精度的定位结果。并通过与两种非差软件GIPSY和PANDA的对比,验证了方法的可靠性。

BDS参考站三频整周模糊度单历元确定方法

参考站载波相位整周模糊度的准确确定是实现BDS网络RTK定位的关键。本文研究了BDS参考站三频载波相位整周模糊度单历元确定方法。首先推导了参考站三频载波相位整周模糊度之间的多个整数线性关系,根据双频载波相位整周模糊度的整数线性关系,以及B1载波相位整周模糊度备选值,确定B1/B2和B1/B3载波相位整周模糊度的备选组合。然后利用不受误差影响的三频载波相位整周模糊度间整数线性关系,对整周模糊度备选值进行约束和确定。根据大气误差的空间相关性,采用以卫星高度角和方位角为依据的基准卫星选择方法,降低了对流层延迟误差残差对多频载波相位整周模糊度之间线性关系约束能力的影响。试验结果表明,本文方法能够实现参考站三频载波相位整周模糊度的单历元准确确定,且计算效率高,算法简单。

多参考站网络的虚拟观测值生成算法

讨论了GPS观测值误差改正方法,提出了一种基于多参考站的GPS观测值向流动站用户发布虚拟观测值的算法.该算法通过参考站的已知精确坐标和已经解算的模糊度计算参考站间双差空间相关误差,然后内插局域网内任意一点空间相关误差作为改正数.当只使用3个参考站时使用线性内插法,多于3个参考站时使用曲面拟合或最小二乘平差方法等内插方法.用内插获得的改正数改正离流动站最近的参考站(主参考站)的观测值,形成虚拟观测值,然后发送给流动站用户,流动站用户仍然应用已有的单参考站GPS定位算法进行定位.通过对江苏局域参考站网络收集的实测数据计算分析证明了本文算法的有效性,达到厘米级定位精度.

差分GPS连续运行参考站(网)建设研究

建立差分GPS连续运行参考站 (网 )系统 (CORS :ContinueOperationReferenceSystemofDifferential_GPS_Satellite_Navigation_and_Positioning)是进一步发展和开拓GPS技术应用的必然趋势。文中着重论述了CORS系统的结构与技术指标 ,并对系统的关键技术进行了分析 ,结合C市建设CORS系统的实际给出了其结构设计。

GPS连续运行参考站网数据存储

分析GPS连续运行参考站网观测数据需求 ,提出基于关系数据库技术的实时数据存储与应用服务方案 ,该方案在北京市全球卫星定位综合应用服务系统中开发实现。这种数据存储管理方式较传统文件存储管理方式 ,具有数据组织灵活、并发共享性好、实时性强、检索管理方便等优点 ,是现代计算机、网络。