IGSO/GEO卫星对北斗系统导航性能的贡献分析

北斗卫星导航系统作为全球四大系统之中是唯一采用IGSO/GEO/MEO异构星座的导航系统。通过STK仿真分析IGSO/GEO/MEO星座和MEO星座的卫星可见数、位置精度衰减因子和定位精度等指标,确定IGSO/GEO卫星在单站和全球情况下对北斗星座导航性能的影响,给出IGSO/GEO卫星对北斗导航性能增强的区域。这对IGSO/GEO卫星应用于导航系统起到一定理论支撑作用。

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导航对抗数据质量特征实例分析

针对导航对抗对卫星数据质量和定位服务的影响,利用叙利亚周边IGS站可用的GPS卫星观测数据,结合信噪比(SNR)、卫星可见数、精度衰减因子(DOP)和定位误差等评价指标,全面分析了GPS受干扰期间数据质量情况。结果表明:空袭期间,GPS信号受到了干扰,导致卫星可见数降低,DOP值变大,定位误差增大,系统定位精度降低,此评估内容和方法可以为未来导航对抗提供参考标准。

COMPASS/GPS/GLONASS系统组合在中国区域的仿真分析

基于STK软件对COMPASS、GPS和GLONASS系统进行不同程度的组合仿真，在中国区域内，从卫星可见数、PDOP值以及定位精度进行分析。结果表明，在给定标准定位服务下各系统UERE值的情况下，三系统组合在我国的定位精度达5～6m，PDOP值达0．8～0．9，优于各双系统组合，而双系统组合又优于各单一系统；同时三系统组合下的PDOP值降低，定位精度更高，波动更加平缓。

北斗三号基本系统伪距单点定位性能分析

北斗三号(BDS-3)已经完成基本系统建设,并于2018年12月27日开始正式提供全球服务.本文选取了全球分布的12个国际GNSS监测评估系统(iGMAS)跟踪站数据,对北斗二号(BDS-2)和北斗三号(BDS-3)及其组合的定位性能进行研究,分析了空间位置精度因子(PDOP)、卫星可见数,以及单双频伪距单点定位精度.结果表明:BDS-3各频点单频定位精度由高到低的顺序为B1C、B2a、B1I、B3I,BDS-3双频定位精度B1C/B2组合优于B1I/B3I组合;在亚太区域,BDS-2/BDS-3相对于BDS-2定位精度提升大于14%.

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。

北斗系统融合单点性能分析

针对北斗卫星(BDS)在定位时卫星高度截止角偏高时精度无法满足的问题。本文先使四大系统时空基准统一,后研究单星(BDS)、双星(BDS/GPS、BDS/GLONASS、BDS/GALILEO)和三星(BDS/GALILEO/GLONASS)单点定位数据的卫星可见数和精度因子PDOP均值,收敛性、单点定位精度。实验证明:单星系统、双星系统和三星系统在高度截止角的不断增加,卫星可见数和历元可用度不断减少,PDOP值波动较大,单点定位精度和收敛性越差。当高度截止角为40°时,双星系统和单星系统无法满足定位精度,三星系统仍然满足定位精度要求。

GPS/BDS/GLONASS伪距单点定位研究

多系统组合导航定位将是今后发展的趋势,北斗导航系统的快速发展为GNSS注入了新鲜的血液。针对目前多系统组合定位的研究现状,文中基于IGS连续跟踪站实测数据,分析了GPS/BDS/GLONASS不同组合的伪距单点定位精度,发现双系统组合定位相比于单系统无论在卫星可见数、卫星空间分布还是定位精度上都有很大的提升,而三系统组合定位相比于双系统在卫星可见数、卫星空间分布和定位精度上又有了很大的提升。

多系统基准站数据质量比较分析研究

针对包括北斗三号卫星导航系统的多系统国家及省级基准站数据质量分析较少的问题,该文基于陕西北斗基准站多系统数据,从数据完整率、信噪比、多路径效应、卫星可见数及三维位置精度因子等指标进行对比分析和综合评估,重点对新增频率和不同系统的同频率数据对比分析。结果表明,BDS、GPS和GALILEO数据完整率接近,B1C、L1、L5、E1完整率均在99%以上,B2a略低,在97%以上,E5a最低,也均在96%以上,个别站点具有波动性。BDS卫星五个频段信噪比均在42 dB-Hz以上,同一频率BDS与GPS、GALILEO相当。BDS卫星频段中B2b多路径误差最小,高度角超过30°时,B1C与L1接近。BDS卫星可见数远大于GPS、GALILEO,BDS与GPS的PDOP值接近,表现较优。站点综合评估结果与数据质量指标反映的质量情况一致,3个站BDS的B1C小于其他系统同频率综合评价值。

GNSS多星定位数据的质量分析

重点对北斗卫星(BDS)、双星(GPS/GLONASS)和多星(BDS/GPS/GLONASS)定位数据的多路径效应、电离层延迟、数据利用率与信噪比、卫星可见数和精度因子PDOP值等几个方面进行比较分析.试验分析表明:多星融合的平均mp1和mp2相比BDS单系统分别减小了18%和8%,多星融合增加的卫星在一定程度上可以相互补偿从而削弱多路径效应对定位结果的影响;当高度截止角大于40°时,单系统无法满足导航定位的需求,而多星融合因其可见卫星数增多,仍然可以得到较低且比较稳定的PDOP值,提供了高精度的定位服务.

月球导航的卫星可见性及信号强度分析

针对利用GNSS卫星在月球上实现导航定位问题,提出了月球导航的卫星可见数目计算方法,该方法充分考虑了地球遮挡和波束宽度,分析卫星可见性、计算卫星可见数目。本文统计了不同系统卫星的可见时长以及地球遮挡时长,分析了不同系统的部分信号得到可见卫星信号到达月球表面的信号强度范围及其分布。试验结果表明:当卫星波束宽度大于等于37.416°时,各个时刻的卫星可见数目至少大于4颗,此时满足在月球上进行导航定位的最低要求。在设置波束宽度为37.416°时,选取卫星的部分信号分析,得到当卫星信号到达月球表面的强度,平均有13.41%的可见卫星的信号强度位于-180~-170 dBW,平均有86.59%的可见卫星的信号强度位于-190~-180 dBW。

北斗卫星导航系统的星座性能分析

本文分析了星座结构为5颗GEO卫星、3颗IGSO卫星和27颗MEO卫星的北斗卫星导航系统所能够提供的星座性能指标。初步分析表明北斗卫星导航系统能向全球用户提供理想的卫星可见数、PDOP值和定位精度,这些指标与GPS系统相一致。对于中国大陆区域内的用户来讲,由于有5颗GEO卫星和3颗IGSO卫星的增强作用,COMPASS系统所提供的性能指标明显优于GPS系统。