北斗三号实时精密定位授时系统设计与实现

针对传统定位授时设备单机作业能力弱、定位授时精度低、GNSS动态授时接收机研究少等问题,设计实现了基于北斗三号精密单点定位服务信号(PPP-B2b)的实时精密定位与授时设备,所设计的设备通过全球卫星导航系统(GNSS)接收机接收北斗卫星信号,将卫星观测值、卫星广播星历以及PPP-B2b改正数输出给ZYNQ信号处理平台,ZYNQ的ARM端进行PPP-B2b接收机位置与钟差解算,输出接收机钟差到FPGA端,FPGA端通过外接的高精度10 MHz铷钟,结合实时精密钟差解算结果,生成驯服后同步到北斗时间基准的秒脉冲(1PPS)。通过设计实现静态、动态测试系统对设备进行性能测试。实验结果表明,设计的定位授时设备可以实现静态厘米级、动态分米级的定位精度,静态授时精度优于1 ns,动态授时精度优于3 ns。

北斗三号B2b信号改正广播星历精度评估及PPP应用

北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3) B2b信号是由3颗地球同步轨道(GEO)卫星播发改正信号组成,可为用户提供公开、免费的高精度服务,对北斗卫星导航系统(BDS)在国土测绘、海洋测绘以及桥梁建筑物健康监测等领域的高精度应用具有重要意义. BDS-3 B2b信号的精度评估是实现其高精度应用的重要环节.首先利用BDS-3 B2b信号改正广播星历产品,并获得改正后的精密轨道和钟差产品.然后,以武汉大学国际GNSS服务(IGS)分析中心提供的事后精密产品(WUM)为参考,评估了由B2b信号改正后的精密轨道和钟差产品的精度.结果表明:改正后北斗卫星轨道的径向(R)、切向(A)、法向(C)误差的均方根(RMS)分别为6.26 cm、24.21 cm、21.79 cm,钟差差值的标准差(STD)均值为0.33 ns.最后,利用改正后的精密轨道和钟差产品进行精密单点定位(PPP)验证,结果表明:PPP定位东(E)、北(N)、天顶(U)方向精度分别为0.06 m、0.05 m、0.13 m.说明广播星历通过B2b改正后的精密轨道和钟差产品与IGS事后精密产品精度相当,可满足单站实时高精度定位与导航的应用需求.

BDS-3不同频点双频组合伪距单点定位性能分析

北斗卫星导航系统(BDS)在进行双频单点定位时通常固定使用B1I和B3I频点组合。为充分探究BDS-3系统的定位潜力,针对BDS-3不同频点双频伪距单点定位(SPP)性能展开研究。推导了卫星差分码偏差(DCB)改正公式,并建立了BDS-3任意双频组合SPP数学模型。利用全球35个多模GNSS实验(MGEX)跟踪站121 d的实测数据,采用改进的RTKLIB软件进行了全球范围内BDS-3双频无电离层组合SPP解算实验。首先,对BDS-3的6种频点信号质量进行了全面评估,包括信噪比、多路径效应和数据可用率等指标。其次,对基于DCB改正的14种BDS-3双频伪距组合进行了性能对比。研究发现,在多路径误差、信噪比及数据完整率等多项指标上,B2ab信号质量最高,B2b与B2a其次,B3I与B1C次之,B1I表现较差。在BDS-3的14种不同双频组合SPP性能比较中,基于DCB改正的定位精度明显优于未加DCB改正的情况。DCB改正相对未改正可以将三维精度由14.9~31.2 m显著减小到1.7~15.5 m。受无电离层双频组合模型噪声放大系数的影响,最优组合为B1C&B2a,最差组合为B2a&B2ab,两者数值分别为1.7 m与15.5 m。以上结论可以为BDS-3伪距定位在车载导航等方面的应用提供参考。

BDS-3 B1C/B2a长基线相对定位研究

为了验证北斗三号卫星导航系统(BDS-3)B1C/B2a长基线相对定位的精度,本文首先对2023年DOY(304~313)澳大利亚地区8个MGEX测站连续10 d观测数据进行质量分析;然后使用改进的GAMIT10.76软件对观测数据进行长基线相对定位解算;最后评估BDS-3和GPS不同频点信号组合数据质量和双频无电离层线性组合基线解算,以及网平差的精度。试验结果表明,B1C/B2a、B1C/B2b和B1C/B3I频点信号组合数据质量、载噪比和伪距多路径误差基本相当,优于L1/L2;B1C/B2a的标准化均方根(NRMS)略优于B1C/B2b和L1/L2,显著优于B1C/B3I;B1C/B2a和B1C/B2b模糊度固定率基本相当,显著优于B1C/B3I,差于L1/L2。试验结果进一步表明,B1C/B2a相对于B1C/B3I的基线分量东(E)、北(N)和天顶(U)3方向标准差(STD)均值和三维点位误差均值分别降低了29.4%、27.0%、30.0%和41.0%。

北斗三号PPP-B2b差分码偏差对UPPP解算的影响

通过北斗三号精密单点定位服务信号(Precise Point Positioning B2b,PPP-B2b)差分码偏差(Differential Code Biases,DCB)对实时非组合精密单点定位(Uncombined Precise Point Positioning,UPPP)解算参数的影响进行研究。基于PPP-B2b服务的UPPP模型,分析了DCB对UPPP定位、收敛时间、对流层、钟差及斜向电离层解算的影响。在非组合模型下,采用北斗三号PPP-B2b实时精密单点定位(Real-Time Precise Point Positioning B2b,RTPPP-B2b)软件对接收机实测数据进行实验分析。实验结果表明:载波与伪距观测值权比为103∶1时,DCB对定位精度和收敛时间影响均较小,载波与伪距观测值权比为102∶1时,无DCB校正的UPPP定位误差收敛时间会变长;DCB对解算对流层天顶总延迟的影响可以忽略,对接收机钟差影响在亚纳秒级别;在使用UPPP提取斜向电离层过程中,DCB主要影响斜向电离层的计算精度。

铁路连续运行基准站BDS-3信号质量及PPP性能分析

为评价当前铁路沿线建立的连续运行基准站网的北斗三号卫星导航系统(BDS-3)信号的可靠性,使用G-Nut/Anubis对BDS-3的B1I/B3I和B1C/B2a信号进行观测数据质量分析,并基于无电离层组合精密单点定位(PPP)观测模型,分别采用欧洲定轨中心(CODE)、欧洲航天局(ESA)和德国地学研究中心(GFZ)的精密轨道和钟差产品进行B1I/B3I、B1C/B2a两种BDS-3双频组合静态PPP解算。与全球定位系统(GPS)对比的结果表明,BDS-3采用CODE产品和B1I/B3I组合模型可以达到最优的定位性能,结果精度与GPS相当。因此,在铁路连续运行基准站网测量应用中可以使用单北斗卫星导航系统(BDS)。

现代化的GPS新民用信号L1C码跟踪性能分析

由于目前L1频段的拥挤性和GPSL1C调制方式MBOC(6,1,1/11)的复杂性,系统内和系统间干扰不可避免,并且这些干扰对码跟踪性能的影响不能简单地等价为白噪声进行分析。针对这一特点,提出一种可用于非白色干扰环境下码跟踪精度分析的方法,并用该方法对比分析了GPSL1C、GPSL1C/A码在无干扰和干扰情况下的跟踪性能。分析结果表明:L1C码跟踪精度可比L1C/A提高50%～150%;最坏情况下,同频带导航信号的干扰可导致L1C跟踪误差增加30%。分析过程和分析结果可为接收机设计和兼容性评估提供参考。

北斗GPS两系统实现兼容互操作提升导航定位精度

记者从中国卫星导航系统管理办公室获悉：中美双方近日签署了《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》.两大卫星导航系统在国际电联框架下实现射频兼容,实现民用信号互操作,并将持续开展兼容与互操作合作.

BDS-3 PPP-B2b实时精密时间同步方法探讨

针对传统实时精密单点定位(PPP)时间同步方法需要连接互联网,以及对北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)精密单点定位服务信号(PPP-B2b)用于长基线实时时间同步的研究较少的问题,提出一种将PPP-B2b信号用于PPP时间同步的实时时间同步方法:将高精度铷原子钟作为全球卫星导航系统(GNSS)接收机外频标输入,通过GNSS接收机实时接收PPP-B2b改正数,解算接收机钟差并实时调整铷原子钟,输出与时间基准同步的秒脉冲(1PPS)信号,较之传统GNSS接收机输出1PPS有更佳的频率稳定性;设计PPP-B2b时间同步硬件测试平台对提出的PPP-B2b时间同步方法进行测试。结果表明,通过PPP-B2b时间同步方法进行时间传递的精度优于0.2 ns;短基线实测实时时间同步精度优于0.95 ns;卫星模拟器仿短基线精度优于0.87 ns,仿长基线精度优于0.9 ns。

第三代北斗芯片正式发布体积比硬币还小

全球首个支持新一代北斗三号信号体制的高精度导航定位芯片近日正式发布。

第三代北斗芯片正式发布

9月16日,全球首个支持新一代北斗三号信号体制的高精度导航定位芯片正式发布.这是一款拥有完全自主知识产权的国产基带和射频一体化芯片,由深圳华大北斗科技有限公司研发.

第三代北斗芯片发布

深圳华大北斗科技有限公司研发的全球首个支持新一代北斗三号信号体制的高精度导航定位芯片发布.其是一款拥有完全自主知识产权的国产基带和射频一体化芯片.未来,该芯片可广泛应用于车辆管理、导航、可穿戴设备、智慧物流、无人驾驶、工程勘察等领域.

对中国沿海RBN-DGPS系统升级意见的商榷

依据GPS现代化的新近发展,论述了用包括4个民用测距码的三个GPS导航定位信号,船舰只需用一台GPS信号接收机就可以实现精度为±3.66m的在航三维定位测量;同时阐述了用中国的CNSS系统、俄罗斯的GLONAASS系统和欧盟的Galileo系统的三个民用导航定位信号作定位测量,能够用其无电离层效应影响的站星距离,解算出精度为±1m左右的三维位置;而不必要花巨资去升级"中国沿海RBN-DGPS系统"。

高灵敏度GNSS接收机为何受到特别关注

随着GNSS应用的日益普及,随着卫星导航与蜂窝通信的逐步融合,随着移动位置服务(LBS)不断进步,实现室内外平滑过渡的无缝导航定位的问题被提上了议事日程,随之接收机的高灵敏度、高动态、抗干扰,低功耗、小型化等一系列关键技术的研究需求凸显出来,通过若干年的求索,人们终于找到了受到特别关注、显示度好的高灵敏GNSS接收机这一行之有效的解决方案。

GPS走向何方?

经过数十年的使用,美国GPS系统在应用实践中暴露出了种种问题,从2004年开始设计全新的GPS,着手发展新一代系统,以提高GPS系统的竞争力和实战能力。GPS系统面临的挑战国际竞争越来越激烈从上世纪末开始,除俄罗斯提出全面恢复GLONASS系统外,包括美国盟友在内的众多国家和组织都开始启动与GPS类似的卫星导航系统发展计划,全面打破了美国GPS在全球导航领域的垄断,并在基础构型和某些技术上超越了美国的GPS。为保持GPS的先进性。