顾及系统误差的地球静止轨道卫星PDOP值加权几何法定轨

对顾及系统误差的地球静止轨道(GEO)卫星几何法定轨做了初步探讨,给出顾及系统误差的GEO卫星几何法定轨数学模型,推导了参数解算公式,提出PDOP值加权的几何法定轨方法,并讨论了权函数的选取。最后以卫星钟差为例进行模拟计算。结果表明:顾及系统误差的GEO卫星几何法定轨,可大大减弱系统误差对定轨结果的影响;基于PDOP值加权的几何法定轨,可进一步提高系统参数解算精度和定轨精度。

广西地区大气水汽转换系数的K值模型

利用中国低纬度地区20个无线电探空站2008—2012年探空资料,分析大气水汽转换系数K值与地理位置间的关系,建立广西地区不需气象资料的K值模型。比较不同模型的精度、适用性,分析逐年增加样本数对预测精度的影响,探索如何更好地建立广西地区K值模型。结果表明:(1)在广西地区,Emardson模型总体的内、外符合精度与高程模型相当,Emardson模型与积分模型计算K值符合较好,总体内符合均方误差为0.002 1,外符合均方误差为0.001 8;(2)与高程模型相比,无需考虑高程因子的Emardson模型在广西地区适用性更强;(3)通过逐年增加样本数进行建模不能保证提高模型的预测精度,用最近的两年数据建模能够更好地预测第3年的K值。

多系统GNSS在弱信号环境下的比较研究与精度评估

针对GNSS接收机在弱信号环境下进行测量作业时,存在解算状态不稳定,定位精度难以控制等一系列问题,文章使用南方银河1接收机和南方灵锐S82接收机进行了实验。通过实测数据对可见卫星数和PDOP值进行了对比分析,来验证多系统GNSS在定位精度方面相对于单一系统具有改善效果。实验结果表明:组合系统能够明显改善卫星空间构型,在观测环境复杂的情况下仍可以提供可靠的高精度定位服务,大大增加系统的可用性,明显提高定位精度。

组合GNSS系统定位数据质量与精度比较分析

本文对组合GNSS系统进行静态相对定位测量与RTK测量试验,研究结果表明:在静态相对定位测量中,BDS的数据利用率、多路径效应误差优于GPS与GLONASS,BDS的定位精度优于GLONASS略低于GPS;组合系统中GPS/BDS与GPS/BDS/GLONASS的定位精度较优,引入GLONASS对定位精度改善的作用不明显。在RTK测量中,当观测条件理想时,GPS/BDS较GPS可见卫星数目多,PDOP值低,中误差小。当观测条件较差时,GPS/BDS较GPS可见卫星数目多,PDOP平均值低,中误差小,限差内固定解获得时间减少76.1%;GPS/BDS/GLONASS较GPS/BDS在中误差、水平精度和垂直精度上更优,限差内固定解获得时间更稳定可靠。

基于逻辑回归的总系统误差分类和预测方法

为保证飞行总系统误差(TSE)超出安全容限时机载告警系统能及时发出正确告警,提出以影响TSE的因素为逻辑回归法(LRM)的样本特征,利用LRM进行TSE分类和预测的方法,快速将TSE预判为超限和不超限;选取对TSE影响比较稳定的影响因素,如导航系统误差(NSE)、位置精度因子(PDOP)值及卫星可见数目等为样本特征,开展试验;分析不同种类和数量的样本特征及组合下LRM对TSE分类和预测准确性的影响,并与传统基于坐标计算的TSE预测方法的准确率和计算负荷作比较。结果表明:以NSE、PDOP值和卫星可见数为组合,LRM对TSE的预测准确率最高,计算负荷相对较小,且均优于基于坐标计算的TSE预测方法。

基于北斗一代的区域导航星座的优化设计

分析北斗一代对我国及周边地区的覆盖特性,研究以现有北斗一代3颗GEO卫星为基础的IGSO区域导航星座的优化设计。通过对星下点轨迹的仿真分析,得出区域覆盖特性最优时IGSO星座的升交点赤经、近地点幅角、初始相位角应满足的条件。采用网格点仿真法,以区域覆盖特性和位置精度因子为优化指标,阐述IGSEO星座的偏心率和IGSCO星座的倾角的优化设计过程。给出2种基于北斗一代的区域导航星座方案,2种方案均可对我国及周边地区实现连续6重覆盖,且平均PDOP小于4。

基于子集包含减少ARAIM子集数量的方法

先进接收机自主完好性监测(ARAIM)技术可用于多星座组合定位时的完好性监测,ARAIM技术子组推荐的多假设分离解(MHSS)标准算法,存在子集数量过多带来大量计算负载的问题。针对此问题,在双星座组合定位情景下,通过分析子集之间的包含关系及空间位置精度因子(PDOP)的变化,提出了使用一个子集代替多个子集减少子集数量的方法。所提方法可以明显地减少子集数量,不同参数下的仿真结果表明,优化后的算法效率至少提高2倍以上,并且优化前后的ARAIM可用性变化最大不超过3%。

非校正相位延迟参数在复杂铁路场景下GPS精密单点定位应用研究

在复杂艰险地区的铁路沿线上全球卫星导航系统(GNSS)基准站相对较少且稀疏,如何获得该场景下测站点的高精度位置信息是亟待解决的重大问题.论文以GPS系统为例,利用铁路沿线上7个GNSS测站点(14个观测时段)分别开展了卫星跟踪数和位置精度因子(PDOP)评估,观测数据的可靠性、高精度性验证以及固定解精密单点定位(PPP)技术研究.试验结果表明:1)在所有时间段内卫星平均跟踪数约分布在5.14~9.07颗,PDOP平均值约分布在2.19~5.72 cm,具有较高地定位可用性;2)模糊度固定的PPP可进一步改善铁路环境下的单点定位精度.当观测时间约为90 min时,其在水平方向和高程方向上可分别实现优于10 cm和15 cm的解算精度,且相对于浮点解,三维方向上的定位精度可提升约35.43%.该研究可为复杂铁路场景下的勘测和施工阶段提供高精度的测站位置信息.

不同卫星高度角对GPS/GLONASS/BDS/Galileo融合定位的影响

研究不同卫星高度角对GPS/GLONASS/BDS/Galileo(G+R+B+E)融合定位的影响,并建立了相应的模型.采用MGEX(Multi-GNSS Experiment)提供的全球卫星导航系统(GNSS)数据,经理论分析和算例表明:G+R+B+E组合使得参与定位的有效卫星增多,在不同的卫星高度角下均能保证较多的卫星数,保证较好的空间几何分布结构;组合系统达到一定的卫星数后,卫星高度角对定位结果影响不大;当卫星高度角大于30°时,相对于单一的GPS定位G+R+B+E在3D方向的外符合定位精度有所改善.

GPS技术在城市首级控制网中的应用

为满足城市测量工作的需要,采用GPS技术进行首级控制,建立城市E级GPS控制网。

中国区域内单Galileo卫星导航系统定位性能评估

随着欧盟伽利略(Galileo)卫星系统的全面完成组网建设,其在中国区域定位性能需进一步进行评估。本文利用中国及周边区域的6个多全球导航卫星系统(GNSS)实验系统(MEGX)测站分别从卫星可视数、定位位置精度因子(PDOP)值和静态精密单点定位技术(PPP)方面对单Galileo卫星系统在中国区域内的定位性能进行了研究。结果表明:当卫星高度角设置为7°时,24 h内各测站可接收到的平均卫星数约为7.3颗,定位PODP约为2.2,能较好地满足中国区域全天候单点定位;对于单天静态解和4 h静态解,无论是非差非组合还是无电离层组合,均可实现在水平方向小于2.3 cm,高程方向小于4.5 cm的定位精度,且6个测站的平均收敛时间约为36.4 min;根据卫星可视数和PDOP值分布可知,中国的东部、中部和南部卫星可视数和PDOP值最好,Galileo定位服务性能在该区域相对更优。

四路激光跟踪三维坐标测量系统最佳布局

四路激光跟踪三维坐标测量系统的测量精度在很大程度上取决于四路干涉仪的布局。系统地研究了四路激光跟踪三维坐标测量系统的布局优化问题,以被测点的位置几何精度衰减因子(PDOP)最小为目标进行优化,得到了三种系统最佳测量布局。考虑到系统自标定对布局的要求以及目标靶镜接收角范围的限制,得到了一种具有实用价值的系统最佳布局。

顾及卫星空间分布状态的GNSS信噪比随机模型

为了研究随机模型对GNSS定位精度的影响,介绍了GPS/GLONASS/BDS组合伪距单点定位的函数模型以及几种当前常用的先验随机模型。结合各个模型的优缺点,提出通过指数函数引入空间分布改善因子,建立一种改进的信噪比随机模型,并设计相关多系统伪距单点定位试验对其性能进行分析。实验结果表明:改进模型的解算精度显著优于现存的几种先验随机模型,相比等权模型在三维定位精度上提升15%~30%,相比高度角模型提升15%~25%,相比信噪比模型提升5%~15%,相比现存的PDOP模型也有明显提升。改进模型在不同遮蔽情况、双系统和三系统组合定位时精度均优于现存的信噪比随机模型,从而验证了该定权算法的有效性。