GPS单频精密单点定位软件实现与精度分析

建立了半和改正单频精密单点定位的数学模型，利用单频载波相位与C／A码伪距观测值，综合考虑各种误差改正模型，开发了单频精密单点定位解算模块TriP—SF，利用不同运动状态的实测数据进行了静态、静态模拟动态、车载动态及机载动态定位试验。试算结果表明，单天静态平面与高程定位精度均达到cm级，略低于当前双频精密单点定位的精度；动态定位平面位置精度为0．2～0．3m，高程方向为0．5m，能够满足dm级的定位要求。另外，动态定位精度与载体机动性的强弱有一定的相关性。

同时估计电离层延迟的单频精密单点定位方法

提出一种基于单频码和相位观测量的单频精密单点定位方法,将每个观测量的电离层延迟量与接收机钟差、对流层天顶延迟、接收机位置、相位模糊度一起作为未知参数。采用约化参数的平方根信息滤波与平滑算法进行参数解算。该方法适用于实时定位和事后处理,且不需要外部的电离层模型。采用全球分布的32个IGS监测站16 d实测数据进行静态解算试验,结果表明E、N、U方向的RMS分别为0.023 m、0.018 m、0.059 m;基于一组机载GPS数据进行动态解算试验,得到E、N、U方向的RMS(与载波相位动态相对定位结果比较)分别为0.168 m、0.151 m、0.172 m。

基于原始观测值的单频精密单点定位算法

研究了一种基于GPS原始观测值的单频PPP算法.该算法通过增加电离层延迟先验信息、空间和时间约束的虚拟观测方程,将电离层延迟当作未知参数与其他定位参数一并进行估计来高效修正电离层延迟误差.通过使用全球178个IGS站1d的实测数据对本算法的收敛速度、定位精度和电离层VTEC 的精度进行检验与分析.结果表明,该算法的收敛速度和稳定性均得到了改善,其静态单频单天PPP解的精度可达2-3cm、模拟动态单频单天PPP解的精度可达2-3dm,并且单频PPP与双频PPP提取的电离层总电子含量平均偏差小于5个TECU,可作为一种附属定位产品使用.

单频精密单点定位电离层延迟处理方法研究

单频精密单点定位时,利用不同映射函数,引入电离层参数在模型中进行实时电离层延迟估计,从而达到提高电离层误差修正的目的。通过对IGS跟踪站实测数据的计算,及与常规单层模型、Klobuchar模型和格网电离层模型结果的比较分析,验证了该方法的可行性和有效性。

单频精密单点定位中周跳的处理方法

周跳探测是单频精密单点定位技术的难点之一。针对这一问题,提出一种适合于单频数据的周跳探测方法,即联合使用多项式拟合和多普勒积分法探测周跳。具体步骤是:先采用多项式拟合法处理星间单差数据,若探测结果表明单差观测值中存在周跳,则采用多普勒积分法进一步探测是哪一颗卫星发生了周跳以及周跳的大小。实验结果表明,此方法在周跳探测上具有有效性和准确性。

星间差分GRAPHIC观测量单频精密单点定位算法

提出了一种基于星间差分GRAPHIC观测量的单频精密单点定位算法,采用正反向滤波实现了静态和动态解算功能。该算法的优点是不需要外部电离层模型进行电离层延迟改正。采用4个IGS站7d的数据和一组机载GPS动态数据进行解算实验,结果表明:静态定位E,N和U方向的RMS分别为0.035,0.007和0.080m;动态定位E,N和U方向的RMS分别为0.117,0.122和0.180m。

格网电离层模型在单频精密单点定位中的应用

基于四点内插方法建立了选点内插模型,讨论了内插过程中的两种定权方法;利用4个IGS跟踪站连续3d的实测数据,采用单频精密单点定位方法,以坐标外符合误差为标准比较分析了两种内插模型和两种定权方法的效果。实验结果表明:两种内插模型和两种定权方法都是有效的,应用于单频精密单点定位时能够使点坐标外符合精度达到厘米级。最后,针对单频精密单点定位中电离层延迟误差的处理问题提出了具有参考性的建议。

单频精密单点定位周跳探测方法研究

周跳探测是单频精密单点定位的难点之一。本文分析了3种单频周跳的探测方法,即多项式拟合法、载波/伪距组合法和基于灰色预测值的多项式拟合法。通过采用不同的试验方案对这3种方法进行对比分析,表明基于灰色预测值的多项式拟合法比另外两种方法探测能力更强,可靠性更高。而且方法简单,易于在计算机中实现,具有较高的实用性。

基于回归方程GPS单频精密单点定位算法

研究了单频GPS精密单点定位的算法,包括单频精密单点定位的回归方程及卡尔曼滤波用于单频精密单点定位,探讨卡尔曼滤波的观测方程和状态方程,给出了状态转移矩阵及系统噪声矩阵。通过算例验证了在1s采样率的情况下,定位达到了分米级的精度。

基于u-blox的单频精密单点定位研究及其实现

在研究实时单频精密单点定位算法的基础上,利用自编算法对低成本民用GNSS模块u-blox LEA-6T采集的单频GPS数据进行单频精密单点定位处理。结果表明,在静态和开阔环境动态情况下均获得了较好的解算精度,而在类似城市道路等复杂环境下采集数据的解算结果不太理想,需要进一步研究。

GPS单频精密单点定位精度分析

本文基于伪距和GRAPHIC组合观测量实现了单频精密单点定位算法，探讨了单频精密单点定位需要考虑的改正模型，重点分析了DCB改正和电离层延迟改正问题。基于15个IGS观测站16天观测数据的静态定位实验，结果表明：ENU方向的RMS分别为0．019m、0．009m和0．057m。

单频精密单点定位观测模型和电离层处理方法比较

利用单频码、相位和GRAPHIC组合3个观测量的两两组合可以构造3种单频精密单点定位观测模型:基于码和GRAPHIC观测量的C-G模型,基于GRAPHIC和相位观测量的G-P模型和基于码和相位观测量的C-P模型。针对电离层延迟改正问题,考虑了最高精度的模型改正方法——IGS格网电离层改正和估计电离层延迟参数两种方案。采用全球分布的15个IGS监测站16d的数据和一组机载动态GPS数据进行解算实验。结果表明,不同观测模型和不同的电离层延迟处理方法,定位效果有明显差异。

多系统融合单频精密单点定位

针对导航定位技术的不断发展及多导航系统的出现,多系统组合定位成为导航定位发展的重要方向。该文采用多模GNSS实验跟踪网多个测站的观测数据,对多系统融合单频精密单点定位的精度进行了分析。结果表明四系统融合单频精密单点定位N方向和E方向偏差的RMS值可达厘米级,均值为7~8cm,要高于单系统和双系统融合定位的精度。在高度角较大时,四系统融合定位仍然可以保持较高精度的连续定位,单GPS系统在高度截止角30°时已无法实现连续定位。另外,多系统动态单频精密单点定位精度受硬件延迟的影响更小。

单频精密单点定位中周跳处理方法研究

周跳探测与修复一直是GPS定位中的关键问题。该文基于单频精密单点定位改进了相位伪距组合探测周跳的方法,首先利用相位伪距组合观测值来定位发生的周跳,然后使用多项式拟合发生周跳的相位伪距组合观测值的原始值,并通过原始值与观测值的差值来实现周跳的修复。实验分析表明,该方法可以有效的进行多次周跳的探测与修复,且具有可靠性。

基于单频GPS精密单点定位算法研究

研究单频GPS精密单点定位的算法,包括单频精密单点定位的回归方程及卡尔曼滤波用于单频精密单点定位。探讨卡尔曼滤波的观测方程和状态方程,给出状态转移矩阵及系统噪声矩阵。通过算例验证在1s采样率的情况下,定位达到了分米级的精度。

附加历元间约束的滑动窗单频实时精密单点定位算法

针对同时估计电离层延迟导致的单频精密单点定位解算秩亏问题,提出了一种附加历元间约束的多历元递推算法。该算法根据无周跳时前后历元模糊度不变的特性,在每一组多历元联合数据解算时,每颗卫星只设置一个模糊度参数,不需要外部先验信息约束即可解决秩亏问题。另外,本文算法同时考虑了参数及观测值之间的时间相关性,采用附加约束的平方根信息滤波对部分参数进行历元间约束,克服多历元算法的病态性,提高了算法的可靠性。试验采用全球分布的15个IGS跟踪站14 d的数据,静态定位精度优于3 cm,仿动态解约为1.5 dm。与同时估计电离层延迟的单频PPP方法相比,收敛速度提高了24%,与双频无电离层组合PPP的收敛速度基本一致,定位精度提高了30%,高程分量定位精度提高更为明显。

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。

单频GPS精密单点定位的自适应滤波模型分析

在分析单频GPS精密单点定位的自适应滤波模型的基础上,采用局部误差探测、诊断和修复的方法修复周跳,剔除野值。对于机动加速度,利用自适应因子从整体上调节状态预报信息的协方差矩阵。利用自编软件计算实测数据,并分析该模型的精度。结果表明,采用附加模糊度参数的Kalman滤波法可达到单频亚米级的动态定位精度。

基于相对电离层延迟模型的单频GPS精密单点定位算法研究

分析了单频GPS精密单点定位的特点,提出了先在卫星间求差,再在相邻历元间求差的单频GPS动态定位数学模型,实现了定位坐标的非线性参数估计求解方法。为了降低电离层延迟残差对单频PPP的影响,研究建立了一种相对电离层延迟模型,并基于神经网络理论,实现了相应的算法,通过计算实例进行了精度分析。

基于IGS精密产品的GPS单双频动态精密单点定位精度分析

介绍了GPS单双频动态精密单点定位的数学模型以及利用IGS精密产品进行单双频动态解算的算法流程。采用IGS实测数据进行了GPS单双频动态精密单点定位精度解算试验并从外符合的角度评估了其定位精度。试验结果表明:GPS单频动态定位精度在分米级,双频动态定位精度在厘米级。