准天顶卫星系统广播星历精度评定和拟合精度分析

实时导航定位中需要利用广播星历实时计算卫星位置,日本建设的准天顶卫星系统(QZSS)计算卫星位置时通过不断迭代提高计算精度,导致实时解算效率降低.为了保证QZSS广播星历坐标计算精度且提高运算效率,提出利用切比雪夫多项式拟合卫星轨道.首先,使用原有方法计算卫星位置,以精密星历为参考,验证QZSS广播星历的卫星坐标精度为米级;然后,针对卫星三维(3D)坐标使用切比雪夫多项式进行拟合,并讨论影响拟合精度的因素,在拟合时间间隔固定时,最优拟合阶数随节点个数增多而增大;不同时间间隔下,不同轨道类型的最优拟合阶数不相等,同一轨道最优拟合阶数相等,但随时间间隔的增大拟合误差也逐渐增大.结果表明:使用切比雪夫多项式拟合QZSS广播星历时,针对不同的轨道类型选择合适的拟合时间间隔和拟合阶数,其拟合精度和运算效率均可满足需要.

GPS/QZSS双系统组合定位性能分析

针对2018年实现全星座试运行的日本区域性卫星导航系统QZSS的定位服务性能评估问题,首次利用MGEX实验网日本区域4个均可接收全部4颗QZSS卫星信号的测站数据对GPS/QZSS系统在日本境内的定位服务性能进行了分析。结果表明:联合QZSS的GPS系统在各种遮挡环境下的定位性能较独立GPS系统均有显著改善;这些改善在高截止高度角情况下更为明显。

差分码偏差对QZSS单点定位的影响

为探究差分码偏差(DCB)对准天顶卫星系统(QZSS)伪距单点定位(SPP)的影响,推导了QZSS伪距单点定位时间群延迟(TGD)和DCB改正模型,并选取6个MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站连续7 d的观测数据按照两种不同方案进行实验.结果表明:DCB产品月稳定度较好,无明显波动,各颗卫星月稳定度优于0.2 ns,与TGD互差值优于2.5 ns;TGD/DCB改正对SPP精度影响为米级,经TGD/DCB改正后水平方定位精度可从4~9 m提升至3~6 m,高程方向可从7~9 m提升至5~7 m,提升率为10%~46%.可见DCB改正对单点定位精度影响较大,在定位解算中不可忽略.

基于广义延拓逼近法的QZSS卫星钟差内插精度分析

卫星钟差数据插值是高精度定位数据处理中的重要环节,其插值结果直接影响定位精度,但常用的插值或拟合方法具有不同缺点.本文尝试将广义延拓逼近法应用于准天顶卫星系统(QZSS)卫星钟差数据的处理中,介绍了Lagrange插值法、切比雪夫拟合法和广义延拓逼近法的原理,以及滑动式与非滑动式的区别;然后使用QZSS钟差数据探讨三种方法的参数(组)取值与插值结果精度的关系;最后比较三种方法在各自最优参数(组)取值情况下对QZSS卫星钟差的插值精度.结果表明:选取合理的参数组合,广义延拓逼近法完全适用于QZSS卫星钟差的插值,且插值精度明显高于其他两种方法.

基于QZSS信息增强的GNSS精密单点定位性能分析

目前研究多集中在准天顶卫星系统(QZSS)播发的定位导航和授时(PNT)信息的定位表现,而对其播发的增强信息的精密单点定位(PPP)研究较少,因此文章对比评估了QZSS播发的PNT信息与增强信息的PPP表现。分别选择以上两种信息进行静态PPP和动态PPP,采用QZSS PNT信息与QZSS增强信息分别和全球导航卫星系统(GNSS)数据组合进行PPP解算,评估指标选取定位精度和收敛时间。结果表明:使用QZSS PNT信息,组合后静态PPP定位精度小于4.50 cm,收敛时间小于92.00 min,动态PPP定位精度小于5.40 cm,收敛时间小于290.00 min。使用QZSS增强信息,静态PPP定位精度小于2.00 cm,收敛时间小于61.00 min;动态PPP定位精度小于6.50 cm,收敛时间小于162.00 min。与PNT信息相比,使用QZSS增强信息进行PPP定位的收敛时间要至少缩短三分之一,定位精度在静态PPP模式下提高约一倍,在动态PPP模式下略微下降,总体精密定位表现更佳。

QZSS对GPS与Galileo定位性能影响分析

QZSS为与其他导航系统具有较好的兼容性,设计了与GPS、Galileo兼容的信号频率,因此分析QZSS对GPS、Galileo定位性能的影响非常重要。本文利用4个日本地区的IGS跟踪站实测数据,评估了QZSS的数据质量以及对GPS、Galileo伪距单点定位和精密单点定位的影响,发现QZSS数据质量良好,兼容频率对Galileo伪距单点定位精度的影响大于GPS,对GPS和Galileo精密单点定位精度的影响相当,但相比于GPS和Galileo单系统定位精度有了较大的提升。

GNSS系统及其技术的发展研究

阐述了国际上卫星导航系统的总体发展,对美、俄、欧、中的四大全球系统,以及相关的区域系统和增强系统进行了简单的介绍,研究分析了GNSS系统及其技术的发展趋势,同时分析了我国Compass全球系统面临的机遇和挑战,并提出了我国未来工作的建议。

QZSS增强信号对GPS定位增强效果的分析

QZSS系统与GPS系统具有较好的兼容性,同时其播发两个频段的增强信号,增强信号中包括GPS卫星轨道、钟差、电离层等改正信息,通过增强服务可以使GPS用户获得更高精度的实时定位结果。本文利用CCJ2、GUAM、MIZU、TSK2测站的实测数据对QZSS增强信号对GPS定位增强的效果进行分析。结果表明:基于L1-SAIF信号的SLAS增强服务能有效提高用户的GPS单点定位精度;基于LEX信号的CLAS增强服务目前可以实现分米级实时定位精度。