北斗三号带状CORS系统基准站布设距离研究

针对传统的CORS系统在高速公路等带状区域场景下存在的定位性能不足问题,尝试通过构建单站RTK和多站VRS结合的带状CORS系统从而提升定位性能,并实地采集多组不同基线长度的北斗三频观测数据,测试在满足平面2 cm、高程3 cm的最大定位误差前提下,该种CORS服务模式下基站的合理布设距离。实验结果表明,在开阔、轻微遮挡和中度遮挡环境下,满足该定位精度的基线长度分别可以达到30 km、19.7 km、15 km,而对于更长的基线,其定位精度及模糊度固定成功率均明显下降,不能保证定位的可靠性。

基于智能手机自设基站的相对定位分析

针对国内外无CORS站服务地区存在的定位精度低、可靠性差等问题,提出一种利用智能手机设立自设基站进行差分定位的方法。该方法使用外接天线来提升智能手机GNSS观测数据质量,并使用射频屏蔽箱等设备共同组成自设基站。采用智能手机华为Mate40作为流动站,分别同传统CORS基准站和自设基站进行RTK定位,并设计静态、步行、骑车3组实验来评估自设基站的服务能力。实验结果表明,静态实验中,智能手机华为Mate40同自设基站的RTK定位精度可达cm级;动态实验中,智能手机华为Mate40分别同自设基站、CORS基准站差分的RTK定位精度均能达到dm级,2种方式的平面定位精度差异在0.1 m左右。基于智能手机的自设基站能够提供稳定的基准站服务,满足特定场景下的测绘工作需求。

北斗四频中长基线模糊度解算研究

随着北斗三号卫星导航系统完成全球组网并正式开通,中国已成为世界上第3个独立拥有全球卫星导航系统的国家.目前BDS-3卫星可播发5个频点的观测信号,研究BDS-3多频组合对于实现模糊度快速固定、提高定位精度具有重要意义.针对中长基线解算,本文充分利用BDS-3四频中存在电离层延迟极小且具有整数特性的组合,同时考虑对流层延迟的影响,建立了基于弱电离层组合的中长基线解算模型.实验结果表明,相比于传统双频无电离层模型,该模型的模糊度固定速度提高10%以上,N、E、U 3个方向定位精度相比最优双频无电离层组合分别提高了7.7%、7.9%、8.2%.

基于北斗多频的单历元基线定位方法

随着北斗三号卫星导航系统完成全球组网并正式开通,我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家,北斗卫星定位精度和可靠性进一步提升。目前北斗二号卫星可播发三频观测信号,北斗三号卫星可播发五频观测信号,研究多频组合定位对于实现模糊度快速固定、提高定位精度具有重要意义。文中分别给出北斗二号三频和北斗三号四频观测值的线性组合,并将其视为不同的卫星系统进行融合定位,最后分析短基线条件下的定位精度。结果表明本方法能够实现短基线模糊度单历元固定,定位精度可达cm级。

北斗不同类型观测值随机模型精化

针对BDS-2/BDS-3 GEO/IGSO/MEO卫星观测值质量存在差异的问题,对随机模型进行精化,以提高基线解算的精度。文中介绍随机模型的精化过程,统计不同类型卫星单差残差的时间序列,并分析其随高度角变化情况,基于最小二乘拟合法确定精化随机模型的参数。用不同长度的基线实验,比较精化模型与传统经验模型的定位精度。结果表明,精化模型能有效降低质量较差观测值的权重,提升定位精度和稳定性,相对于经验模型,E、N方向平面定位精度可提升10.9%~20%,高程定位精度可提升19.5%~31.1%。

GPS精密单点定位精度测试与分析

GPS精密单点定位技术是目前GPS研究领域的热点之一。文中先简要介绍了精密单点定位的数学模型、数据处理总体思路以及不同IGS产品对解算结果的影响;然后从静态和地面车辆动态两种模式分别介绍了精密单点定位精度测试过程与数据分析结果。实验测试结果表明:精密单点定位可以达到厘米级的定位精度(WGS 84坐标),收敛速度一般为30 min之内。

GPS载波定位中双差观测值权的合理确定

在GPS载波定位中双差观测值权的确定较为重要,本文在简要介绍了两种常规定权方法之后首次提出了“高度角定权法”,并以某大型水电站的实测数据分析了三种定权方法对基线坐标解算结果精度的影响,数据结果清楚地表明本文提出的“高度角定权”能有效地提高基线坐标解算结果的精度。

基于BDS的变形监测方法及性能分析

目前,BDS-3系统已经正式完成组网并为全球用户提供定位、导航、授时服务,BDS定位技术在变形监测领域的应用也成为研究热点。基于BDS相对定位技术,利用实际工程监测数据分析实时动态定位和准实时静态定位两种方式的监测性能。结果表明,短基线情况下,BDS实时动态定位平面定位精度优于7 mm,高程定位精度优于15 mm;BDS准实时静态定位平面和高程方向的定位精度均为mm级。综合而言,基于BDS的变形监测方法可以满足不同场景下的高精度监测需求,具有广阔的应用前景。

用LAMBDA改进算法固定GPS整周模糊度

介绍了LAMBDA算法原理,结合国土资源调查的工程实践,对常规的LAMBDA方法作了两点改进,即扩大超椭球的体积En和以点位的先验信息检验坐标解算结果。实测数据分析表明,两点改进均能有效地提高基线解算的可靠性,具有一定的理论价值。

Android智能手机GNSS高精度实时动态定位

本文基于智能手机GNSS观测值的质量和性质,利用手机载波相位观测值不确定度进行粗差处理,使用星间单差法消除智能手机伪距和载波相位观测值之间差值不固定特性的影响,针对手机观测值修改滤波过程中的观测值噪声方差数值,采用不固定载波相位整周模糊度的常加速度动态单频Kalman滤波模型实现实时PPP和RTK两种定位方法,提高手机实时GNSS定位精度。使用某智能手机进行验证,单频实时动态PPP定位在99s内达到稳定状态,平面定位精度为1.51 m,高程精度为2.79 m;RTK定位在27 s内达到稳定状态,平面定位精度为0.73 m,高程精度为0.78 m。测试结果表明目前智能手机的GNSS定位模块具有提供更加精准的位置服务能力,甚至在某些特定场景下具有实施测绘作业的潜能。

GPS实时精密单点定位理论研究与测试分析

从GPS实时精密单点定位所需的高精度实时卫星轨道和钟差产品出发,对IGU的精度及其与时间的相关性进行了分析.研究了基于区域CORS网络的卫星钟差实时估计方法,并与IGS最终钟差产品进行了精度比较.然后基于实时的IGU轨道和估计出的实时钟差进行了实时PPP解算实验.分析结果表明,IGU实时预报轨道随着外推时间的增长精度逐渐降低,满足近似的线性关系,多数卫星外推9 h的轨道误差约为6 cm,同时发现部分年代较久的卫星预报轨道误差明显较大.实时反演的钟差的平均RMS可以达到0.081 ns.对钟差反演区域(重庆CORS)的模拟实时PPP定位平均收敛时间为14.57 min,1 h定位N/E/U方向中误差分别达到0.55/2.93/2.01 cm;对江苏CORS站点的模拟实时PPP定位平均收敛时间为14.56 min,1 h定位N/E/U方向中误差分别达到了1.20/4.05/8.42 cm.

基于区域CORS的实时精密卫星钟差估计研究

区域连续运行参考站网(CORS)的广泛建立,为实时精密单点定位(PPP)提供了良好的平台保证。根据区域参考站网络的特点,本文提出了基于星间单差与历元间差分相结合的卫星钟差估计组合模型,确定了基于组合模型的实时卫星钟差估计策略,结合卡尔曼滤波参数估计方法,实现了区域1s采样间隔的精密卫星钟差数据的生成。通过重庆CORS的数据验证,表明该模型实时绝对卫星钟差和相对卫星钟差的精度均优于0.2ns,与国际IGS各分析中心估计的卫星钟差精度相当,满足了卫星钟差实时性的要求。该计算方法不仅可以用于CORS网本区域而且还可以用于距离CORS区域达数百公里以外的地区进行实时定位,这对于实时精密单点定位技术的实现具有重要意义。

差分GPS水深测量系统在港口工程中的应用

结合南京港水下地形测量的工程实践,阐述了差分GPS水深测量系统的原理、组成和工作流程,同时还对工程实践中得出的体会以及存在的一些问题进行了探讨。

差分GPS水深测量系统在航道普查中的应用

目前,将差分GPS水深测量系统运用到航道普查还是一次新的探索。本文在简要介绍了该系统的硬件组成、差分GPS的基本定位原理后,重点介绍了利用该系统进行航道普查的作业流程以及注意事项。这一工程实践经验对今后我国沿海地区的航道普查和航道信息的及时更新具有一定的借鉴作用。

用坐标转移法进行GPS工程控制网的偏心观测

在利用GPS建立各种工程控制网时 ,为了正确求解坐标系统间的转换参数 ,须在平面重合点 (即原有国家平面已知点 )上进行偏心观测 .本文从工程应用的实际出发 ,介绍了一种坐标转移法的GPS偏心观测方法 .此法的实质就是在不影响精度的前提下 ,利用偏心观测数据和三维无约束平差的结果 ,将平面重合点由真正意义上的已有控制点转移为偏心观测点 .工程实践表明 ,此法不但能满足精度要求 ,而且简化了外业工作量 ,具有方便。

基于单个GPS/BDS信标台增强的实时精密单点定位

随着IGS实时服务的推广,实时轨道、钟差产品可用于实时PPP;然而,在一些通讯条件差的地方,如偏远山区和广袤的海洋,差分信号的播发与接收仍然是实时PPP的障碍。文中提出一种基于单个GPS/BDS信标台的实时PPP定位方法:基站采用广播星历和无电离层伪距、相位观测值,实时估计耦合轨道、钟误差;单向通讯的方式播发给用户端,减小通讯量,提高用户端的定位性能。经过分别距参考站约200km和300km的流动站进行验证,通过约10~12min收敛,GPS/BDS组合可得到水平优于20cm的定位精度。本案验证了采用广播星历进行实时PPP的可行性,为海洋和偏远地区提供一种高精度定位方法。

GPS公路勘测首级控制网的建立

目前较大规模的公路勘测首级控制网的建立均采用GPS测量的方法。本文在简要介绍了GPS公路勘测首级控制网建立的特点及作业流程后,着重讨论了此类GPS控制网建立过程中几个主要技术问题的解决方法,即用坐标转移法进行偏心观测、用尺度强制约束法或投影面重新选择法处理投影变形和内业平差的优化处理方法。工程实践表明,此法不但能满足精度要求,而且简化了外业工作量,具有方便、快捷等优点,有较好的工程实用价值。

基于卫星载噪比定权的手机RTK/PDR融合定位研究

针对智能手机GNSS定位芯片在遮挡环境下定位精度下降的问题,本文采用RTK/PDR融合方法解算位置结果,考虑到GNSS信号易受环境影响,本文提出根据平均卫星载噪比参数将当前GNSS观测环境分为优、中、差三种情况,并根据判断出的不同观测条件,设置不同的膨胀系数放大Kalman融合滤波中量测噪声方差矩阵R,实现在遮挡环境中对GNSS位置信息的降权处理,以获得更优的融合结果.实验测试显示:在开阔环境中,两部测试手机RTK与RTK+PDR定位精度基本一致;在轻微遮挡环境中,两部测试手机RTK+PDR融合定位结果较RTK单独定位结果平面提升效果分别为6.24%和3.97%,高程提升效果分别为20.44%和32.56%;在严重遮挡环境中,两部测试手机RTK+PDR融合定位结果较RTK单独定位结果平面提升效果分别为47.65%和42.90%,高程提升效果分别为39.78%和67.98%.实验结果表明,本文提出的依据平均卫星载噪比动态设置GNSS信息权重的RTK+PDR融合定位方法,能够部分弥补手机RTK在遮挡地区定位精度下降的缺点.

公路勘测GPS首级控制网的内业平差优化处理

在利用GPS建立公路勘测首级控制网时 ,控制网本身特性决定了异步环边长较为悬殊 ,若按常规方法将所有合格的基线一同进行平差则存在明显的不合理性 .本文从工程应用的实际出发 ,提出了一种行之有效的优化处理方法 .此法的实质就是在内业平差处理时将形成异步环的较长边仅用于基线成果的检核 ,不纳入网平差计算的范畴 ,在不损失观测值精度的前提下能以较大幅度提高整个GPS网的点位精度 .工程实践表明 ,此法具有较好的工程实用价值 .