基于基准站改正信息的实时动态精密单点定位

针对常规实时动态精密单点定位状态噪声大、观测误差复杂、精度不稳定等局限性,在具有基准站数据的前提下,提出了一种基于基准站改正信息的实时动态精密单点定位算法。该算法能有效解析出基准站和流动站的共性误差,进而修正流动站观测值精度;其定位模型仍采用传统非差PPP模型,与常规动态PPP解算软件兼容,算例结果证实该算法可以获取与动态相对定位等价的精度。

基于相位单差精密测速的动态精密单点定位算法

利用相邻历元间的载波相位单差可求得动态载体的高精度三维速度向量,基于此提出了可精确描述载体运动变化的扩展卡尔曼滤波动态精密单点定位算法。该算法克服了高动态条件下采用简化动力学模型可能引起的系统状态描述失实问题,同时还可输出动态载体的精密速度信息。飞机动态试验结果表明,用该算法的动态单点定位结果与TRACK双差解计算互差得到的三维RMS值,平面分量精度优于3cm,高程分量精度优于6cm,速度测量精度可达mm/s级。

动态精密单点定位传统模型与UofC模型的比较

介绍了基于传统模型和UofC模型的两种精密单点定位算法;利用自主开发的精密单点定位软件实现了这两种算法。为了比较两种精密单点定位模型的动态定位精度、收敛时间以及解算速度,收集了船载和机载的动态GPS观测数据进行解算实验。实验结果表明:两种模型的动态定位精度和收敛时间相当,传统模型的解算速度约为UofC模型的2倍。

电离层二阶项延迟对GPS动态精密单点定位的影响

随着GPS精密单点定位逐步由理论研究走向实际应用,越来越多的误差改正项的细节工作得到重视。就电离层延迟而言,通常使用无电离层组合消除电离层影响,但该组合仅能消除电离层一阶项延迟,而残余的二阶及高阶电离层项延迟也能达到最大厘米级量级。本文基于IGS提供的电离层TEC格网产品和IGRF12地磁模型计算电离层二阶项延迟,结合21个IGS站实测数据和全球2.5°×5°格网的模拟站点数据,研究分析电离层二阶项对PPP动态定位的结果的影响。21个IGS站实测结果显示电离层二阶项对动态PPP定位影响量级最大达到水平方向0.8 cm,高程方向达到2.4 cm,与全球模拟格网计算结果与实测计算结果影响量级基本吻合。在少数极端观测条件下,可视卫星PDOP值、电离层活跃度和地球磁场干扰均较大区域,电离层二阶项延迟接近3 cm,对定位结果的影响甚至能超过7 cm。实测数据和模拟数据均显示二阶项电离层会引起全球范围内点位坐标南向偏移的现象。由此可见,电离层二阶项延迟影响不仅能够造成点位坐标厘米量级的误差,且该影响体现一定的系统性南向偏移,无法通过平滑方法消除,因此精密单点定位需要突破厘米级的限制,应该考虑电离层二阶项延迟的影响。

基于无电离层模型的动态精密单点定位

首先综述了10多年来动态精密单点定位(PPP)技术的研究现状,最后基于一个动态PPP定位实例,分析了基于非差观测值的单历元动态PPP定位精度.实验结果表明,如果数据质量较好,卫星数量充足(>5颗),动态PPP定位结果可以在1 h左右收敛到20 cm以内;研究还发现,动态单点定位与GDOP有很强的相关性,当卫星数少于等于5颗,且GDOP值较大时,定位精度会大为降低,很难获得较高精度的定位结果.

动态精密单点定位联合卫星测高求解潮位研究

随着动态PPP技术的发展,利用动态PPP确定潮位是当今海洋潮位数据确定研究的热点话题。针对这个问题,该文对动态PPP的定位进行探讨,在此基础上利用动态PPP结合卫星测高对潮位数据的确定进行了研究。结果表明,在所实验的测线中,远离海岸的潮位数据和模型计算的数据符合得比较好,次之符合一般,离岸边最近两者符合得最差。说明动态PPP结合卫星测高能够较好地确定潮位数据,这将为潮位数据的确定提供一种新的,可行的方法。

GNSS融合动态精密单点定位性能分析

基于武汉大学PANDA软件生成的GPS/GLONASS/BDS/Galileo四系统精密轨道和钟差产品,采用MGEX跟踪站多模观测数据进行试算,对GPS、GPS/BDS、GPS/GLONASS、GLONASS/BDS、GPS/GLONASS/BDS以及GPS/GLONASS/BDS/Galileo 7种模式的动态精密单点定位的精度和收敛性进行比较。结果表明:1)BDS动态PPP收敛速度较慢,收敛后精度能够达到cm级;2)GPS/BDS融合定位北方向分量精度不如GPS单系统定位,但东方向和高程方向分量收敛速度和定位精度都得到改善;GPS/GLONASS和GLONASS/BDS融合定位提高了东方向、北方向和高程方向分量的收敛速度和定位精度;3)GPS/GLONASS/BDS融合定位20min即可收敛,收敛后平面精度优于1cm,高程精度优于3cm;Galileo的引入对收敛速度和定位精度的改善不明显。

基于无人机GPS动态精密单点定位精度研究

精密单点定位是一项应用较广泛的空间定位技术,因此对GPS动态精密单点定位精度展开研究具有十分重要的意义。对无人机GPS动态定位进行试验分析,结果表明,GPS单点定位既可以满足用户对高时效性的要求,又可以做到灵活高效;GPS定位通过RTS卫星星历与Final卫星星历计算会有一定的偏差,但偏差的标准差在0.1 m以内。

站钟约束的实时动态精密单点定位

针对全球卫星导航系统服务(international global navigation satellite system service,IGS)发布的实时产品以及IGS跟踪站装备着高性能原子钟的现状,根据站钟的高稳定的特性,在实时精密单点定位(precise point positioning,PPP)数据处理过程中,对接收机钟差参数建立历元间约束模型。试验选取5个IGS站连续21天观测数据,并接收法国国家太空研究中心发布的实时精密产品,用于分析历元间约束模型对实时GPS PPP动态定位的影响。结果表明,历元间约束的钟模型能够有效提高全球卫星导航系统高程分量的精度,提高程度可达23.16%。

均值漂移粒子滤波的动态精密单点定位

粒子滤波以大量粒子计算为代价削弱动态精密单点定位的非线性方程线性化、非高斯噪声正态化造成的精度损失,这也带来计算效率较差的问题。针对计算效率低的问题,将均值漂移算法引入到粒子滤波,减少粒子选取个数,提高动态PPP中待估参数的计算效率。以某机载GPS数据为例,基于均值漂移算法的粒子滤波大大削减了粒子个数,计算效率有一定程度的提高。

多模GNSS动态精密单点定位性能分析

为研究多模全球卫星导航系统(GNSS)联合动态精密单点定位(PPP)性能,首先给出了多模GNSS联合PPP解算处理方法,然后基于多GNSS试验项目(MGEX)测站的实测数据,分析多模GNSS联合动态PPP在定位精度、收敛时间等方面的表现以及截止高度角对PPP定位精度产生的影响。试验采用控制变量对比分析的方法进行。结果表明:与单全球定位系统(GPS)PPP相比,多模GNSS联合动态PPP在精度及收敛速度上具有明显改善,E、N、U方向定位精度分别由1.24、0.97、3.59cm提高到0.78、0.77、2.48cm,收敛时间由22.7min缩短为9.8min;截止高度角的增加对单系统动态PPP性能影响很大,而多模GNSS联合动态PPP却保持良好的稳定性。多模GNSS联合动态PPP使得可视卫星数明显增加、卫星空间几何结构明显优化,有效增强了定位结果的可靠性及可用性。

利用BP神经网络的动态精密单点定位故障诊断算法

针对动态精密单点定位中可能出现的观测信息故障,提出了基于两级神经网络的故障诊断算法。该算法首先采用一级神经网络在线修正Kalman滤波的动力学模型信息,然后基于二级神经网络自动对观测信息进行故障检测、定位和剔除。利用机载实测数据进行了实验,结果表明该方法能够正确地诊断观测信息中存在的故障,提高了诊断正确率。

利用交互多模型的动态精密单点定位故障诊断算法

提出了一种基于相邻历元模型概率比的交互多模型方法,以提高故障诊断的效率,控制异常数据对定位结果的影响。首先,根据故障可能发生的情况建立交互多模型,以便对故障进行定位;然后,根据相邻历元的故障模型概率比对故障进行诊断,提高故障诊断的正确率;最后,根据抗差估计原理对故障进行处理,控制异常影响,提高动态精密单点定位的精度。以实测动态GPS数据为例,此模型可以提高故障诊断的正确率,控制异常影响,进而提高动态精密单点定位的精度。

利用粒子滤波进行动态精密单点定位观测异常影响控制

采用粒子滤波控制观测异常影响,提高动态精密单点定位精度。粒子滤波是一种非高斯噪声分布的动态滤波,通过重点概率密度进行随机采样以获取高精度状态参数;根据观测噪声概率密度、状态噪声概率密度以及重点概率密度等因素确定粒子权值,降低受污染粒子对定位结果的影响;采用Kalman滤波进行重点采样,减缓粒子退化;采用单差无电离层固定模糊度,减少状态参数维数,进而减少粒子的选取个数。实测数据结果表明,粒子滤波有效控制了观测异常影响,提高了动态精密单点定位的精度。

GPS/GLONASS/BDS/Galileo动态精密单点定位精度及收敛时间分析

全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)迅猛发展,在轨卫星数量不断增多,多系统轨道和钟差产品精度也在逐步提高,使得多模GNSS联合精密单点定位(precise point position,PPP)成为可能。分析了多模GNSS联合动态PPP精度及性能,给出了多模GNSS联合PPP算法;基于MGEX(Multi-GNSS Experiment)网数据,分析了多GNSS联合动态PPP在定位精度、收敛时间等方面的表现以及截止高度角对其产生的影响。实验结果表明,与GPS(global positioning system)单系统PPP相比,4系统联合动态PPP在精度及收敛速度上具有明显改善,E、N、U方向定位精度分别由1.24 cm、0.97 cm、3.59 cm提高到0.78 cm、0.77 cm、2.48 cm,收敛时间由22.7 min缩短为9.8 min。截止高度角的增加对单系统动态PPP性能影响很大,而多系统却保持了良好的稳定性。

一种新的自适应滤波及在单频GPS精密动态单点定位的应用

应用扩展卡尔曼滤波(EKF)进行单频GPS精密动态单点定位时,只有当动力学模型和随机模型准确无误时,卡尔曼滤波才能提供系统状态向量的最优解。而实际上,卡尔曼滤波解会受到许多因素的影响。尝试利用支持向量机来辅助卡尔曼滤波,先选择具有全局意义的样本,把信息向量作为支持向量机的输入,输出是相应的滤波解差值。然后在动态定位中,在线利用训练好的支持向量机预测出当前历元的滤波解差值,实时地修正滤波解,从而提高定位精度。最后通过一个实际算例验证该算法的适用性。

全球定位系统(GPS)技术的最新进展 第四讲 精密单点定位(上)

介绍了精密单点定位产生的背景 ,静态精密单点定位的观测方程 ,方程中各参数的处理方法 ,需考虑的各种改正和数据处理方法 。

开源精密单点定位软件gLAB定位精度分析

使用gLAB精密单点定位软件对2012年11月30日POL2测站的实测数据进行了静态和静态模拟动态处理,并将实验结果与IGS提供的精密坐标以及在线PPP计算结果进行了比较分析。通过分析可知,gLAB静态解算结果的精度可以达到cm至mm级水平(95%),动态解算结果的精度可以达到dm至cm级水平(95%)。

基于精密单点定位技术的航空测量应用实践

讨论了基于精密单点定位技术来实现无地面基准站的航空测量。计算结果表明,用观测值的验后残差计算得到的实测动态及静态模拟动态进行精密单点定位的三维RMS均优于3 cm;用动态数据精密单点定位的结果同多基准站的双差解求较差计算出的RMS,南北分量和东西分量均优于5 cm,高程分量优于10cm;用基准站的静态数据模拟动态单点定位解算得到的坐标同已知坐标求较差计算出的RMS,南北分量和东西分量均优于3 cm,高程分量优于5 cm。

基于的精密单点定位在航磁飞艇定位中的应用

根据物探环境的需求,提出了一种使用IGS精密轨道和钟差的伪距精密单点定位和精密单点定位方法确定航磁定位中基准站精密位置的方法以及在无基准站状态下单点动态精密单点定位技术,并使用IGS跟踪站的数据进行了静态及动态模拟,通过实验数据表明,使用精密单点定位方法可以为航磁飞艇定位中的基站提供厘米级定位精度,为无基站飞艇提供分米级定位精度。