一种基于ARIMA模型的GNSS伪距观测值预测方法

针对在峡谷、隧道或桥下通道环境下,导航服务信号中断和信号延迟所造成的精度损失问题,本文提出一种基于ARIMA模型的GNSS观测值预测方法。本方法利用GNSS伪距观测值相邻历元间的一阶差分序列建立ARIMA(1,1,1)预测模型,通过二阶差分序列的趋势项判断卫星相对用户伪距变化趋势的转折点,获得模型的AR系数;根据前一历元原始值与预测值的差值,确定MA系数。试验结果表明,基于ARIMA(1,1,1)模型的GNSS伪距观测值预测的最大较差为0.309 m,能够改善卫星导航模型的实时性和可靠性,弥补信号延迟或卫星信号被短暂遮挡造成的精度下降,保障卫星导航服务质量。

基于局域参考站网络伪距观测的钟差估计及应用

系统地推导了基于局域参考站网络伪距观测进行实时钟差的运算公式,并讨论了以估计得到的钟差进行实时单站定位的数学模型.采用所推导的公式及数学模型,以上海参考站网络和同济大学GPS基准站的伪距观测数据,进行了GPS卫星钟差的实时估计和实时动态单点定位解算.结果表明,单历元伪距观测动态定位结果在北、东、上三个方向的均方根(RMS)值可达到0.444 2,0.522 7,1.110 9m.

在GPS伪距观测值中发现径速偏差

在 GPS伪距观测值中 ,发现存在着随测站和卫星距离变化而产生的系统偏差。经过严密、系统的计算 ,证明它是普遍存在的一种自然现象。它的主要部分和径向速度呈线性关系 ,在卫星向测站运动时伪距值偏大 ,在卫星背向测站运动时伪距值偏小 ,并呈负对称 ,偏差最大可达60 m。

GPS监测站伪距观测量评定广播星历精度的研究

论述了GPS监测站伪距观测量评定广播星历精度的基本方法。同时,分析并计算得出:利用GPS监测站载波相位观测量平滑伪距能明显提高伪距观测量评定广播星历的精度。采用2004年7月19日拉萨站伪距观测量对IGS提供的广播星历的精度进行了评定,实验结果表明,广播星历提供的卫星轨道精度从总体上达到3m左右。

利用GPS伪距观测值确定低轨卫星轨道的探讨

介绍了通过建立卫星的轨道动力学模型,设计出GPS观测方程和运动方程组合的卡尔曼滤波模型。探讨了使用卡尔曼滤波对所得轨道进行滤波平滑,指出了影响精度的因素和提高精度的办法。

差分观测与伪距观测的定位精度

严格论证了在对空间或地面目标的定位中，利用伪距测量观测模型的几何因子大于用台站间一次差分观测模型的几何因子．此外，台站间完全差分测量观测的定位精度优于不完全测量情形的定位精度．这些结果给人们在实际工作中采取何种定位方式提供了可靠的理论依据．

安卓智能手机原始GNSS参数的数据类型对伪距观测值和手机钟差的影响分析

安卓智能手机的伪距观测值,需要从Android系统API接口GNSS Clock和GNSS Measurement两个类中定义的原始GNSS参数恢复。其中,和伪距观测值有关的原始GNSS参数如FullBiasNanos通常为long类型,包含19位有效数字。在恢复伪距的过程中,使用double数据类型处理原始GNSS参数,会产生舍入误差,从而导致恢复出的伪距观测值不准确。目前,使用广泛的安卓智能手机原始观测值获取程序是Geo++RINEX Logger软件。实验证明:该软件恢复的伪距观测值,存在舍去2位有效数字的舍入误差。在单点定位结果中,舍入误差导致的伪距误差被手机钟差完全吸收,而位置结果不受影响。

箭载GPS接收机伪距观测量及观测时间修正

针对某型号箭载接收机仅下传信号发射时刻的小数部分而导致地面设备求解伪距时存在整秒模糊度,以及由于伪距测量时标更新频率小于伪距采样频率导致的地面设备定位精度变差与100ms模糊度问题,该文提出了一种伪距观测量及观测时间的实时修正方法。首先,分析运载火箭、GPS卫星以及地球三者之间的位置关系;然后,计算随火箭飞行高度变化的伪距理论值;最后,根据伪距理论值的不同特性,把运载火箭飞行区域划分为4个区域,并针对不同区域设计了相应的实时修正算法。基于火箭飞行实测数据的实验结果表明,该算法能够解决整秒模糊度、100ms模糊度以及伪距观测值与伪距观测时间不一致等问题,最终定位精度也能够满足试验要求。

基于伪距观测的SINS/北斗紧耦合方法

针对现阶段北斗卫星导航系统的星座布局与GPS有较大不同的现实,提出了一种基于北斗伪距观测量的SINS/北斗紧耦合方法。首先,模拟了北斗卫星导航系统5GEO+5IGSO+4MEO的星座,之后利用模拟的北斗星座以及SINS输出进行了仿真。仿真结果表明,在当前北斗星座布局下,在我国东部某地区可见卫星数目大部分时候为78颗,紧耦合方法的位置精度优于10m,速度精度优于0.05m/s,北斗钟差估计精度优于10ns,钟漂估计精度优于1×10-10。

基于虚拟观测值的伪距差分方法研究

针对当前伪距差分服务观测值双差模式基准站坐标涉密不能在线传输与伪距改正数模式标准格式无法兼容北斗卫星导航系统(BDS)的问题,本文基于局域连续运行参考站(CORS)网数据,生成虚拟格网综合伪距改正数,并进一步生成虚拟伪距观测值,向用户实时播发虚拟观测值与站点坐标,用于用户差分定位.实验证明,虚拟格网伪距观测值差分可为用户提供平面亚米级、垂直优于1.5m的定位服务.对实验数据进行分析,给出了格网差分最优配置方案.本文方法在解决上述两个问题的基础上由于服务端计算压力恒定,不受用户数限制,从算法上解决了大量用户并发接入服务的问题.

基于GNSS伪距观测值与最小二乘解的卡尔曼滤波模型验证研究

在车载激光扫描应用中,由于车载点云数据精度受GNSS多路径效应、路测场景多样性的影响,因此该文采用基于GNSS伪距观测值和最小二乘解的卡尔曼滤波结果进行实验分析,并通过与城市实测伪距差分数据比较分析两种算法的异同与优劣。结果表明,基于GNSS伪距观测值的滤波模型能充分利用所有观测量,并具有较好的抗多径能力;而基于最小二乘解的模型易于程序实现,同时可避免从复杂场景进入开阔场景时滤波器的异常收敛问题。

BDS多频非组合伪距单点定位方法

针对北斗卫星导航系统多频伪距单点定位研究较少的现状,利用北斗卫星导航系统B1、B2和B3频率伪距观测值,提出了一种基于非组合方式的北斗卫星导航系统多频伪距单点定位方法,将三频伪距观测值作为相互独立的观测值信息进行最小二乘参数估计.采用单历元多频伪距单点定位和多历元多频伪距单点定位的数据处理模式进行用户的单点定位,多历元多频伪距单点定位采用参数消去法消掉接收机钟差,并进行法方程叠加.利用实测数据进行算法实验,结果表明基于非组合方式的北斗卫星导航系统多频伪距单点定位能达到米级至亚米级的定位精度,较北斗卫星导航系统标准定位服务的精度有明显改善.

COMPASS伪距单点定位精度分析

通过实测COMPASS数据处理,分析COMPASS伪距观测值精度与卫星高度角的关系,以及当前4GEO+5IGSO导航星座COMPASS伪距单点定位的精度。结果表明,COMPASS伪距多路径效应和观测噪声在0～3 m之间变化,其精度为0.3～0.7 m;卫星高度角越大,多路径效应和观测噪声越小;GEO卫星受到的多路径效应和观测噪声要明显小于IGSO卫星;COMPASS伪距单点定位精度(RMS)在N、E、U方向上分别为3.33、3.45、8.84m。

区域卫星导航系统GEO卫星定轨观测模型

根据GEO导航卫星的轨道特性,给出了数学上严密的卫星伪距观测和载波相位观测模型,讨论了GEO卫星轨道和卫星钟差的解算条件以及单星定轨、多星组差定轨的可行性。

安卓手机终端原始GNSS观测数据质量分析

为了弥补当前手机端原始GNSS观测数据的定性质量分析相关研究较少的不足,提出通过将手机与测地型接收机同时同地点进行观测的方法来对比分析手机端原始GNSS观测值的数据质量,被评价的手机品牌有华为P10、华为荣耀9和小米8。实验结果表明:大部分智能手机能够观测到单频伪距和载波相位数据,有些最新产品能接收到双频GNSS数据,观测到的GPS和GLONASS卫星数目和测地型接收机观测结果接近;手机端观测有时会出现频繁的信号失锁现象,且载波观测值存在大量的粗差或原因不明确的系统误差;手机端同时刻伪距观测值和载波观测值变化率不一致,判断其原因是伪距和载波观测采用不同的时钟,造成二者钟速之差在观测时段内缓慢变化;手机伪距观测值中误差为4~10 m,BDS卫星伪距观测值精度高于其他卫星;以载波观测值变化率平滑性作为评价指标,手机端载波观测值数据质量比测地型接收机差4~6倍。

基于GPS双频P码伪距进行单点定位研究

主要研究GPS单点定位中减弱电离层延迟和对流层延迟的方法,基于双频精码伪距观测值P1和P2的组合来消除电离层延迟,采用对流层模型UNB3来计算对流层延迟,并通过实例来验证这种方法的定位精度。

GPS 授时技术在地震观测中的应用

在地震观测中，时间基准测量的精度非常重要．我们利用全球定位系统（ＧＰＳ）设计完成了数字地震记录仪的实时在线授时系统，提高了时间服务精度．本文详细介绍了利用ＧＰＳ授时的基本原理，给出了我们研制的数字地震仪中授时系统设计的理论计算和具体的同步算法和程序以及硬件设计框图．

伪距在GPS精密单点定位中的应用分析

在GPS非差相位精密单点定位中,数据预处理是得到高精度定位结果的重要保证。探讨GPS数据预处理方法,分析伪距观测值在精密单点定位数据预处理中的作用,并利用自主研发的精密单点定位软件计算实测数据,进行伪距观测值精度分析。

BDS三频双差载波相位组合平滑伪距算法

针对现有的载波相位平滑伪距算法多基于GNSS双频观测值且在伪距平滑过程中易受电离层延迟累积干扰的问题,提出一种基于北斗三频观测值的载波相位平滑伪距算法。首先通过构建北斗三频优选线性组合,进一步削弱双差载波相位观测值的电离层延迟以及观测噪声;接着通过经典Hatch滤波平滑器,用优选三频双差载波相位观测值代替原始载波相位观测值对组合伪距观测值进行平滑,得到最终伪距平滑解用于伪距定位。最后采用0.004、14.4、61.7和131.6 km这4组不同基线长度的北斗三频实测数据对算法进行验证,给出了平滑前后伪距历元差对比图及算法对4组基线观测值的平滑率。结果表明,所提算法对短基线和中长基线三频观测值的平滑率均能达到90%以上。通过对4组基线条件下平滑效果进行比较分析,验证了本文中的理论推导及算法的有效性。

GNSS接收机原始观测值精度测试与分析

针对随着全球卫星导航系统(GNSS)与多种传感器的融合使用,人们对GNSS接收机原始观测值精度指标的评估需求快速增长的问题。提出分别采用零基线双差法、零基线三差法对GNSS接收机的伪距观测值精度、载波相位观测值精度进行测试。详细推导了原始观测值精度的测量原理,对4种型号各10台接收机的测试结果进行了统计分析,考察的系统和频点包括全球定位系统(GPS)L1C/A、L2、L5,伽利略卫星导航系统(Galileo)E1、E5a、E5b,北斗卫星导航系统(BDS)B1I、B2I、B3I、B1C、B2a。统计结果表明,采用零基线双差法、零基线三差法可以有效地反映接收机的原始观测值质量情况。