北斗星基增强系统性能评估

以实际广播星历、精密星历和北斗星基增强系统(BDSBAS)增强报文为实验数据,通过计算BDSBAS轨道误差、卫星钟差、空间信号测距误差和BDSBAS格网电离层有效点、播发时间和电离层延迟误差6个指标,评估分析了BDSBAS空间信号的性能。结果显示:BDSBAS增强后的GPS卫星轨道误差在切向、法向、径向分别降低了34.57%,40.57%,30.90%;卫星钟差均方根降低了24.31%,卫星钟差标准差降低了16.8%;空间信号测距误差相比增强前降低了32.75%;BDSBAS格网电离层有效点覆盖了中国及周边地区;BDSBAS各点电离层延迟播发间隔均达到ICAO对精确差分定位的要求;电离层延迟在0°-5°N范围内误差在0.4 m以上,可信度均达到99.9%,在5°-55°N范围内误差小于0.4 m,可信度均为100%;BDSBAS水平定位误差提升超过25%,垂直定位误差提升超过50%,完好性均在99.9%以上。

基于北斗星基增强辅助的 PPP 定位收敛方法研究

通过移动通信数据传输,实时获取IGS网站精密星历和精密钟差,通过接收机天线获得北斗星基增强差分数据;然后采用双频无电离层非差观测值组合来消除电离层的影响,并采用扩展卡尔曼滤波(EKF)进行模糊度和坐标平滑处理;再用均值聚类(FCM)算法将定位结果进行分类处理,得到各个聚类的中心点,将各个聚类中心点相加求平均,得到PPP收敛的起算点,然后采用Hatch算法对PPP定位结果进行快速收敛,得到cm的定位结果。该方法相比于以往PPP定位的做法,收敛时间缩短了90%以上,节省了在标定过程中的时间,满足了PPP快速高精度定位的工程需求。

BDSBAS定位性能初步分析

BDSBAS通过播发B1C、B2a增强信号,向中国及周边地区用户提供符合ICAO标准的单频服务和双频多星座服务。利用BDSBAS播发的改正信息,选取iGMAS国内4个监测站数据,开展了定位分析。试验结果表明:星基增强BDS双频定位水平精度为1.7 m,垂直精度为2.6 m。相比基本导航BDS双频定位,3个方向分别提升了8%、19%和19%,三维方向提升了17%;星基增强GPS单频定位相对于基本导航GPS单频定位,3个方向分别提升了23%、43%和37%,三维方向提升了37%;星基增强GPS双频定位相对于基本导航GPS双频定位,水平方向精度相当,高程精度提升明显,3个方向分别提升了4%、13%和24%。