伪距定位程序的蜕变测试方法

考虑到伪距定位程序中算法数值计算复杂性及其在用户定位过程中的重要性,提出将蜕变测试方法应用于伪距定位程序的软件测试中。基于伪距定位程序的蜕变测试流程,通过分析算法几何属性、数值计算特性及具体实现,提出3种不同的蜕变关系。结合变异分析技术对蜕变关系设计的有效性进行验证,实验结果表明,该方法能够有效检测伪距定位程序中的软件缺陷、提高测试效率,进一步拓宽了蜕变测试方法的应用范围。

基于不同随机模型BDS-3伪距定位研究

在GNSS数据解算时,随机模型的选择很重要。本文分析了PANDA软件中的高度角随机模型、RTKLIB软件中的高度角随机模型、信噪比随机模型以及RTKLIB软件中的高度角随机模型加信噪比随机模型在BDS-3单频与双频伪距单点定位中的适用性。实验结果表明,采用四种随机模型解算得到的BDS-3单频与双频伪距单点定位精度量级相当,B1C单频采用四种随机模型解算精度相当,B1I单频采用P-ELE随机模型解算精度最优,B2a单频采用R-ELE随机模型解算精度最优,B3I单频采用R-ELE随机模型解算精度最优,B1CB2a和B1IB3I两种双频组合均采用R-ELE随机模型解算精度最优。

自适应UKF在北斗伪距定位中的研究

针对北斗伪距定中噪声统计特性未知或者不准确带来的定位精度不高问题,为减小噪声统计特性的不准确在滤波过程中对状态估计带来的影响,采用了无迹卡尔曼滤波(UKF)和噪声统计值估计器相结合的滤波方法,该方法在UKF中引入改进的噪声估计Sage-Husa算法,对系统噪声和观测噪声进行实时估计,抵抗不准确噪声在定位解算时带来的误差;最后在进行状态更新时引入一个收敛因子对每一次滤波状态进行更新,保证算法的收敛性。实验结果表明,该方法与传统的无迹卡尔曼滤波相比,在提升算法收敛速度的同时,将伪距定位的精度提高了40%左右,可用于带有时变噪声和未知噪声的定位系统中。

改进卡尔曼滤波在北斗伪距定位中的研究

针对最小二乘迭代法定位精度不高和卡尔曼滤波迭代收敛次数较多并对初始位置过于敏感的缺点,采用最小二乘迭代法和改进的卡尔曼滤波相结合的模型方法,该算法先用最小二乘迭代法对初始位置进行定位,再用改进的卡尔曼法进行滤波,仿真结果表明,该算法与最小二乘迭代法、卡尔曼滤波法、最小二乘和卡尔曼滤波结合等现有算法相比,其迭代5次达到收敛,迭代次数最少,且定位精度提高了60%。该算法可在北斗伪距定位上进行应用,可用于导航定位、也可用于网络RTK初始位置的定位。

伪距定位中的GDOP最小值

讨论了《GPS GDOP metric》一文计算伪距定位中GDOP最小值时数学上的缺陷和不严格性,指出文献在计算GDOP最小值时没有考虑到对应于钟差的特征值在值域上有限制,从而推导出的最小值不可能得到。对多站布阵时GDOP最小值进行了重新推导,给出不同站点数目时GDOP最小值的通式,并给出GDOP达到最小值时的布阵分布。

射频与基带参考时钟不同源对GPS载波相位平滑伪距定位的影响

无论GPS接收机的射频和基带参考时钟是否同源,都不会影响伪距定位。然而,对于载波相位平滑伪距定位,本文的理论分析表明:在新增卫星时,射频和基带参考时钟不同源将使新增星和原有星的平滑伪距钟差产生偏差,进而导致大幅度定位误差。在时钟同源和不同源两种条件下,利用自研的GPS基带芯片"航芯2E",开展了大量硬件实验,验证了理论分析的正确性。论文得出的载波相位平滑伪距定位的接收机其射频和基带参考时钟必须同源的结论,对于GPS射频和基带芯片的模块化、系列化的规划和设计具有指导意义。

不同实验条件下GPS伪距定位精度分析

研究概括了在不同的实验条件下利用GPS伪距获得较高精度定位结果的方法。实验结果的精度表明,这些方法的定位结果都能比常规的GPS伪距定位法的结果精度高,而且定位效果稳定。同时该方法也可为后续高精度定位及定轨等研究工作打好基础。

利用伪距定位残差选取有效段落计算模型

针对GPS测量数据处理过程中时常出现阶跃、震荡及异常值现象,提出了利用伪距定位残差选取有效段落的计算方法和原始测量信息时序分析方法来处理数据,有效地克服了以上问题.工程应用表明,效果显著,消除了异常情况.

两种伪距定位精度分析及计算程序的实现

针对卡尔曼滤波伪距定位方法难以建立准确的定位模型,容易造成滤波发散,导致定位精度降低的问题,比较分析了卡尔曼滤波伪距定位和星频双差伪距定位两种伪距定位模型,利用三个点的静态观测数据,采用全球定位系统(GPS)的卫星伪距观测值和广播星历文件计算得到测站点坐标,将两种伪距定位模型计算的坐标与赫戈(HGO)软件静态解算的坐标进行精度对比与分析。结果显示,卡尔曼滤波伪距定位方法的误差在6 m内,星频双差伪距定位方法的误差在3 m内,对总体均方根误差(RMSE)进行分析,星频双差伪距定位结果低于卡尔曼滤波伪距定位,证明星频双差伪距定位精度高于卡尔曼滤波伪距定位精度,星频双差伪距定位数学模型是可行的。

约束条件下GPS伪距定位精度分析

引入空间直线与平面约束条件,介绍了约束条件下的伪距定位数学模型,并利用约束条件下的伪距定位数学模型分别对单一伪距观测和组合伪距观测做了详细对比。结果表明,相同约束条件下单一伪距观测P1精度最高,组合伪距观测P1P2精度最高,最适合作为双频接受机采取观测值。

伪距定位算法中天线相位中心偏差的修正及误差分析

在导航卫星伪距定位算法中,卫星作为质点进行计算,不考虑卫星质心与导航天线相位中心的偏差(PCO)。本文在介绍导航卫星伪距定位算法基础上,提出采用天线相位中心替代卫星质心的方法以修正PCO产生的定位计算误差,同时本文给出了基于导航电文和卫星姿态控制策略计算ECEF坐标系下天线相位中心的方法。本文将修正前后的伪距定位算法应用到典型的定位计算中并对计算结果进行分析。根据数据分析结果,使用修正前的算法,PCO在不同方向、地理位置上产生明显定位计算误差,而使用修正后模型可以消除这种误差。

估计卫星频间偏差的GLONASS伪距定位改进模型及其验证

通过比较GLONASS广播星历与精密星历发现,GLONASS广播星历卫星钟差误差的主导因素为未标定的设备延迟参数。基于测站伪距残差分析,将卫星端与接收机端的IFB进行分离,建立广播星历的频间偏差和伪距定位改进模型,并对定位改进模型进行动态定位验证。结果表明,采用该模型的定位精度在N、E、U方向上分别平均提升51.1%、41.7%、48.3%。

城市环境下GPS/BDS融合伪距定位性能分析

观测环境的优劣对卫星定位结果有着显著影响,城市环境信号遮挡强、多路径效应明显,导致定位连续性差、可靠性低。文中讨论GPS/BDS时空系统统一以及融合解算中伪距定位数学模型,利用香港地区城市环境实测数据对GPS/BDS双系统融合伪距定位结果与GPS、BDS单系统在可见卫星数、PDOP值、定位连续性、可靠性等方面进行比较分析。结果表明:多系统融合伪距定位相比单系统增加可见卫星数,减小PDOP值,明显改善城市环境定位连续性,小幅度提高定位精度。

地磁暴对北斗用户伪距定位的影响分析

地磁暴是近地空间经常发生的一种自然现象.发生磁暴时,电离层会发生明显的波动,导致电离层模型改正精度下降,进而影响单频用户定位解算结果.利用哈尔滨、北京、三亚三个地区的观测结果,计算了2017年4月地磁暴发生前后的电离层变化,并分别解算了双频模式、单频基本导航模式和单频增强模式下的伪距定位结果,对比了不同模式定位结果的差异.发现在地磁暴期间,双频定位结果最好,单频增强模式的结果稍逊于双频结果,两种模式一般优于单频基本导航模式.

混沌粒子群优化扩展卡尔曼滤波北斗伪距定位

基于粒子群优化(PSO)扩展卡尔曼滤波,添加了混沌扰动因子扩大粒子群的应用范围,改善了传统粒子群局部最优求解过程。

模糊卡尔曼滤波北斗伪距定位

利用抗差M估计对用户端的初始位置进行定位解算,将解算出的位置坐标作为模糊卡尔曼滤波的初始值,通过模糊推理系统(FIS)得到修正值在线调整模糊卡尔曼滤波的量测噪声,进而提高北斗导航系统的定位精度,并进行了仿真验证。

基于最小二乘法的GPS卫星伪距定位椭球面拟合

针对全球定位系统在定位过程中产生的误差的问题,提出了一种基于最小二乘法的伪距定位坐标的椭球面拟合方法。利用4颗卫星解出一组解,在三维空间中以多组卫星解出的多个定位坐标进行球面拟合,求解的球心坐标即为地面点的可靠解。从一定程度上提升了卫星数据利用率,提高了卫星定位精度。

改正通道延迟的GLONASS/BDS组合伪距定位

由于俄罗斯的GLONASS卫星间频率存在差异,测站硬件延迟误差无法被接收机钟差参数吸收,提出为每颗卫星估计一个通道延迟改正参数的方法,以提升GLONASS/BDS组合伪距定位精度.实验表明:加入通道延迟改正能有效降低GLONASS定位误差,改正后东(E)、北(N)、天顶(U)方向误差的均方根(RMS)值分别减小了0.43 m、0.69 m、0.73 m,并且改正效果长期有效.在测站北斗卫星导航系统(BDS)观测效果有限时,GLONASS/BDS双系统组合伪距定位较BDS单系统性能更佳,改正通道延迟后,能进一步提升双系统定位性能,改正后E、N、U方向的误差RMS值分别减小了0.37 m、0.28 m、0.5 m.

基于速度积分的伪距定位参数平滑方法

本文利用卫星导航测量数据中位置与速度之间的测元匹配性,提出一种基于速度积分的伪距定位参数平滑方法。该方法在采用差分体制求解伪距定位参数的基础上,通过速度积分得到时间窗口内载体的运动趋势,利用稳健回归平滑方法处理去趋势后的定位参数,计算窗口中心的平滑结果,得到高精度的载体运动轨迹。实验结果证明,文中提出的平滑方法能有效降低伪距定位结果中的随机误差,受窗口选择影响较小,处理精度优于传统方法,具有实际工程应用价值。

星间频间伪距定位模型的精度分析及程序实现

针对精密单点定位(PPP)中初始伪距定位精度较低的问题,通过Python对加权最小二乘定位及星间频间伪距定位方法对3个测站300历元静态数据进行伪距定位计算,分析了两种方法定位结果的精度,结果表明:星间频间伪距定位误差在3 m内,相比加权最小二乘定位精度提高了20%,更适用于初始伪距定位。