BDS/GPS组合导航系统在民航中的应用

随着航班流量增加、航班运行复杂化,高效的航线航路规划、合理的空域布局在民航中显得更为必要,而这需要先进技术的支持。因此,基于北斗卫星导航系统(BDS),引入全球定位系统(GPS),解析了BDS/GPS组合导航系统的定位解算,并进行实验验证,试验结果表明BDS/GPS载波相位平滑伪距定位解算能够显著提高导航的定位精度。另外,还展望了BDS/GPS组合导航系统在我国民航中的应用。

高频BDS/GPS融合PPP确定2021年玛多M_(W)7.4地震三要素

基于GREAT程序,利用GPS和BDS/GPS融合PPP(精密单点定位)获取了2021年玛多M_(W)7.4地震10个高频GNSS测站的地震时间序列,并通过历元间差分法获得了震前30 min的速度时间序列。分析发现,相对于GPS,BDS/GPS速度时间序列在东西、北南、垂直3个方向的精度分别提高了14.8%、15.2%和3.5%。利用STA/LTA(短时窗平均/长时窗平均)方法,从各测站GPS和BDS/GPS时间序列中提取了地震波初至时刻;利用2种时间序列计算得到的震中位置和发震时刻分别为(34.6°N,98.54°E),18:04:28.8和(34.63°N,98.51°E),18:04:29.2(UTC);利用GPS和BDS/GPS峰值地面位移,根据经验公式反演了玛多地震震级分别为M_(W)7.34和M_(W)7.36,BDS/GPS震级与GCMT公布的结果(M_(W)7.4)更为接近。结果表明:BDS/GPS融合PPP解算可提高时间序列稳定性并降低噪声,更真实地描述震时地表位移变化,从而提高震级解算准确性,更好地为地震预警、地震应急救援等工作提供数据支持。

BDS/GPS/GLONASS组合在峡谷河段的定位性能和精度

针对峡谷河段的不同卫星组合下网络实时动态(RTK)测试较少的情况,对三峡大坝至葛洲坝两坝间峡谷河段BDS/GPS/GLONASS组合下的流动站定位性能和精度进行测试。采取6种观测模式,测试内容为定位服务时效性、空间可用性和定位精度。结果表明,国产GNSS设备BDS网络RTK达到规范要求,固定解比例为98.1%,可以达到水平0.02 m、高程0.05 m的定位精度,一定程度上优于GPS。BDS和BDS/GLONASS双系统2种网络RTK在缺失或不使用GPS信号时,依然可提供高精度定位服务。组合定位能够弥补单一系统的不足,融合系统较各单系统均有不同程度的提高,BDS/GPS/GLONASS和BDS/GPS在定位服务时效性、空间可用性测试和定位精度方面均最优。

随机模型对BDS/GPS伪距单点定位精度影响分析

针对BDS/GPS伪距单点定位中随机模型选择问题,本文对比分析高度角随机模型、信噪比随机模型、等权随机模型在BDS/GPS伪距单点定位中的适用性。经实验研究发现,GPS/BDS3/BDS-2卫星可见数、PDOP值、伪距单点定位精度最优,相比GPS和BDS-3单独定位都有非常明显的提升,除GPS个别情况外,采用高度角随机模型伪距单点定位精度最优,信噪比次之,等权模型最低。本文的实验结论,可为今后伪距单点定位随机模型的选择提供一定的参考。

基于CORS的多基准站BDS/GPS融合差分网定位性能分析

基于BDS/GPS CORS试验系统,利用伪距信息,通过多基站差分定位技术,对BDS/GPS融合差分网定位进行研究。结果表明,多基准站BDS/GPS融合差分网单历元实时定位精度优于1 m,40历元实时滑动平均定位精度0.5 m左右,大大提高了常规伪距定位精度,能满足大多数用户的导航定位需求（精度0.1~10 m）。

BDS/GPS组合相对定位方法及精度分析

基于BDS/GPS联合定位的时空基准统一,详细介绍BDS/GPS定位的数学模型。在伪距双差和载波相位相对定位两种算法的基础上,编写BDS/GPS定位程序处理实测的BDS/GPS短基线数据。最后对比和分析在BDS、GPS、BDS/GPS 3种模式下的定位精度水平。本文的分析为BDS/GPS的定位提供了一定参考。

基于KinPOS软件的BDS/GPS动对动相对定位性能分析

基于载波相位观测值的动对动相对定位可以得到双移动测站之间精确的相对位置关系,极大地扩展了动态相对定位的应用领域。GNSS精密动态定位、测速和定姿软件KinPOS针对动对动相对定位的质量控制方法进行优化,并基于三组不同场景下的实测GPS/BDS数据开展了动对动定位性能分析,结果表明:KinPOS软件解算结果稳定可靠,中短基线定位精度优于5 cm;BDS与GPS的动对动定位性能基本相当。

BDS/GPS双模定位技术在现代有轨电车中的应用研究

实时定位监控系统是现代有轨电车运行控制系统的重要组成部分,它是确保现代有轨电车安全运行的关键系统。针对传统GPS定位存在的缺点,研究一种基于BDS/GPS双模定位技术的现代有轨电车高精度定位系统;提出一种以BDS/GPS双模定位为主,航迹推算/RFID定位为辅同时采用道路分段式的定位方案。为提高双模定位信息的精度,提出一种中值滤波和卡尔曼滤波相结合的数据处理算法。经过测试表明该方法比传统的现代有轨电车GPS定位系统更加准确、可靠,为现代有轨电车的安全运行提供了保障。

基于BDS/GPS组合的短基线相对定位性能分析

基于北斗卫星导航系统/全球定位系统(BeiDou Navigation Satellite System/Global Positioning System,BDS/GPS)组合定位的时空基准统一,文章详细介绍了BDS/GPS定位的函数模型和随机模型。在载波相位相对定位的算法基础上,编写BDS/GPS组合定位程序处理实测BDS/GPS短基线数据,从空间位置精度因子(position dilution of precision,PDOP)、整周模糊度固定以及定位精度等多方面分析BDS/GPS组合定位的性能。结果表明:BDS/GPS组合的PDOP值要小于单个系统的值,而且稳定性好,双系统的观测精度好于单个系统;BDS/GPS组合的短基线相对定位中单历元模糊度固定率高达98%,比GPS、BDS单系统单历元模糊度固定率分别提高了4.3%和21.0%。BDS/GPS组合的短基线定位精度在E、N方向定位结果优于1cm,U方向定位结果优于2cm,比单GPS系统在E、N方向定位精度分别提高25%、4.7%,在U方向定位精度提高12.8%。

基于DCB改正的BDS/GPS/Galileo多频单点定位精度分析

为了实现多频数据融合处理并有效抑制伪距硬件延迟对定位精度的影响,推导了多频标准单点定位的数学模型,给出了多系统双频/三频观测值组合情况下的DCB改正方法,并以5个MGEX监测站连续7 d的实测三频数据进行验证.结果表明,DCB改正后,BDS,GPS,Galileo系统观测值残差的标准差分别减小了74. 3%,66. 1%和71. 2%;单BDS三频单点定位点位精度提高74. 6%;单BDS双频单点定位与三频单点定位精度相当;相比于单BDS,BDS/GPS及BDS/GPS/Galileo组合单点定位精度分别提高了18. 9%和24. 6%,取得了三维3. 640和3. 385 m的定位精度.

BDS/GPS差分系统间偏差估计算法及性能分析

基于BDS/GPS单频紧组合相对定位模型,提出联合卡尔曼滤波与粒子滤波估计差分系统间偏差(DISB)的算法,并利用实测短基线数据对比分析卡尔曼滤波算法与本文算法估计DISB的效果。实验表明,载波DISB的整数部分会影响参考卫星站间单差模糊度的估计,从而影响载波DISB小数部分的估计结果;利用本文算法估计并改正DISB后得到的模糊度解算的可靠性和固定解精度均优于卡尔曼滤波,固定解精度最大可提高10%～20%。

一种改进的六星选星法在BDS/GPS组合RTK中的应用

提出一种利用卫星高度角阈值进行选星的改进六星选星法。通过解算不同长度基线的BDS/GPS观测数据,比较不同选星策略在定位精度和解算效率方面的差异。结果显示,与传统不选星策略相比,改进六星选星法平面定位精度相当,高程方向定位精度平均提升40%,解算效率平均提升70%。

基于BDS/GPS和百度地图的现代有轨电车监控系统的设计

为实现对现代有轨电车车辆的位置及运行状态进行实时监控,设计了一个基于BDS/GPS和百度地图的现代有轨电车监控系统;定位终端以具有我国自主知识产权的BDS/GPS双模定位模块为主,RFID系统作为辅助定位手段;数据通过HTTP的GET方法提交至服务器,由服务器端的PHP页面自动处理后存储到MySQL数据库,中心管理平台显示页面调用百度地图API,将数据显示在百度地图上;最终该系统可以实时获取并存储列车的位置坐标、速度、时间等信息,并在百度地图上以点、线和图表的形式显示出车辆的坐标和运行轨迹等;测试结果表明,该系统运行稳定,定位精度高,获取数据准确、时延小,能够满足应用需求。

BDS/GPS组合定位在高层建筑施工基准传递复核中的应用

施工基准传递是超高层建筑施工中尤为关键的测量工作,垂直度监测是对施工基准传递精度的一个重要检核。目前常用的基准传递方法如激光准直内控法、全站仪观测外控法以及GPS测量外控法等,不同程度地存在着不足。文中结合某高层建筑施工,采用BDS/GPS组合定位测量外控法进行垂直度复测的实践,结果表明该方法可克服施工干扰严重的不利条件,有效传递施工基准,进行垂直度复测,相对于其他方法有明显优势。

BDS/GPS组合单历元基线解算方法

阐述了BDS/GPS单历元解算函数模型的相关理论,并进行了相应的公式推导。在此基础上,利用基于正则化的载波相位解算模型,解算宽巷模糊度。首先将BDS卫星宽巷模糊度值作为约束固定出IGSO和MEO卫星的模糊度;然后再将IGSO和MEO卫星模糊度值作为约束来固定GEO卫星模糊度。通过实测数据对该方法进行测试和分析,结果表明:BDS/GPS组合系统单历元宽巷模糊度成功率为100%;基频模糊度成功率90%以上;N、E、U方向定位精度达到了毫米至厘米级。

BDS/GPS融合精密定轨理论与精度分析

针对BDS暂未具有覆盖全球的导航定位能力、卫星跟踪站几何结构不完善等问题,利用非差无电离层组合和动力学定轨原理,在同一时空基准下实现BDS/GPS融合精密定轨,并以武汉大学分析中心提供的最终产品为参考验证轨道和钟差精度。实验结果表明:融合定轨解算的GPS轨道3维精度优于4cm,卫星钟差精度达到0.07ns;BDS卫星的轨道精度与轨道类型有关;GEO卫星的轨道精度为米级,IGSO卫星的轨道精度为分米级,MEO卫星的轨道精度相对较高,3维精度为分米级,其中R方向精度可达厘米级。

基于BDS/GPS的ADS-B信号源的研究

针对目前ADS-B空中位置信息来自GPS单模定位,将BDS/GPS双星联合定位技术应用于ADS-B中,验证北斗导航的完好性。以ARM公司Cortex-M3框架的芯片作为核心处理器,以BDS/GPS联合定位的经纬度信息为位置数据源,预留飞机高度等信息的接口,经过精简的CPR编码及快速CRC校验编码,生成ADS-B的空中位置报文,并对报文按格式编制,产生信号波形。在没有遮挡的情况下,可以稳定地解算出更加精确的位置信息,并实时编码产生ADS-B波形,证明了北斗卫星导航系统应用于ADSB中的完好性。

基于北斗三频的BDS/GPS宽巷模糊度逐级单历元固定方法

利用北斗三频超宽巷模糊度波长较长易于固定的优势,提出一种基于北斗三频的BDS/GPS宽巷模糊度逐级单历元固定方法。首先利用载波和伪距组合固定BDS(0,-1,1)和(1,4,-5)两个超宽巷模糊度,根据固定后的超宽巷模糊度变换得到BDS宽巷模糊度(1,-1,0),然后将BDS宽巷模糊度作为约束条件与GPS宽巷观测方程联立得到GPS宽巷模糊度浮点解和其方差协方差阵,最后采用LAMBDA算法实现GPS宽巷模糊度的固定。实验结果表明,BDS超宽巷组合可实现100%固定,采用BDS约束GPS宽巷模糊度固定时ratio值均大于2,大于5的占97.8%以上,因此文中提出的方法可实现BDS/GPS双系统宽巷模糊度单历元固定,有效提升GNSS模糊度解算的时效性。

基于MLAMBDA的BDS/GPS单频RTK性能分析

GNSS RTK技术以其高精度、高效率、实时性的优点,被广泛应用于航空航天等领域.目前双频RTK技术已非常成熟并且应用较广.相比于双频,单频GNSS RTK在数据质量控制、定位误差处理等方面存在难点.因此单频RTK服务精度可能会受到限制,其定位性能有待研究.本文基于扩展卡尔曼滤波模型,通过MLAMBDA模糊度搜索方法和Ratio检验法,结合实测数据,对比分析BDS,GPS,BDS/GPS三种模式下的单频RTK定位性能.实验证明在静态场景下,三种模式的单频RTK定位精度都在厘米级,可满足高精度定位需求;动态场景下三种模式的模糊度固定率都在70%以上,可满足日常定位需求.在静态及动态应用场景下,北斗的模糊度固定率最高,模糊度解算所用时间短,能实现快速RTK定位.

BDS/GPS观测值质量评估与分析

针对TEQC只能检核Rinex2.xx版的GPS数据的特点,编制了多模数据质量评估软件QC(Quality Check),实例验证了该软件的有效性,在此基础上分析了BDS/GPS的伪距多路径效应(mp1、mp2)与信噪比(sn1、sn2)。结果表明:BDS/GPS的mp1大于mp2,BDS的多路径效应存在MEO>IGSO>GEO的规律,且IGSO卫星存在明显的漂移;随着高度角的减小,BDS/GPS的sn1、sn2逐渐减小;BDS的IGSO卫星、MEO卫星和GPS卫星的信噪比与多路径存在负相关。