利用卫星高度角和信噪比提高GPS定位精度的试验分析

GPS基线解算通常基于观测值独立且同精度的假设建立等权随机模型,在复杂环境下采用该模型往往无法满足高精度的定位要求。文中从研究卫星高度角、信噪比与GPS观测值质量之间的关系出发,利用卫星高度角、信噪比信息分别建立相应的精密随机模型。通过对试验结果分析对比,验证了基于卫星高度角和信噪比的随机模型的可靠性和其提高GPS定位精度的有效性。

TEQC软件求解GPS卫星高度角的应用与分析

卫星高度角的大小是用户为获得GPS定位高精度结果需考虑的主要因素之一,介绍了TEQC软件的功能以及辅助软件QCVIEW 32和TEQCPLOT的绘图功能,提出了分别利用广播星历和精密星历计算卫星高度角的方法,给出了应用实例,讨论了利用TEQC计算卫星高度角的误差特点,结果表明:利用TEQC求得卫星高度角可以满足普通用户的精度要求。

卫星高度角变化对大气折射的影响

GPS定位的速度和精度与卫星高度角的选择密切相关。对对流层和电离层折射的误差模型进行了推导,计算了不同卫星高度角下大气折射偏差,分析了其变化趋势及定位时对水平误差的影响。对对流层折射改正和电离层折射改正的几种经典方法的优点及局限性进行了分析,总结了如何选择合适的卫星高度角并结合经典大气折射改正方法来提高GPS定位的速度和精度。

G PS接收机天线相位中心随不同截止卫星高度角变化对基线的影响

分析了不同卫星高度角的观测值对接收机天线相位中心改正和基线解算的影响,理论分析和实验结果表明:对于中长距离的基线,采用天线指向北方向的方法仍不能完全消除天线相位偏心差造成的误差影响,因此该因素必须在数据处理中加以考虑。

定位坐标分量依赖于卫星高度角的灵敏度分析

通过对GPS卫星观测的DOP值进行大量的统计分析,提出GPS不可用率的概念,对定位坐标分量依赖于卫星高度角灵敏度进行描述和评价,通过对GPS不可用率进行建模,并利用小波变换和多项式拟合等方法分析灵敏度同卫星高度角之间的关系,推算出特定测站灵敏度最大值对应的高度角,并根据上述模型对全球多个IGS站进行具体分析。

卫星高度角对GPS测量精度的影响研究

首先利用TEQC软件对实验数据进行预处理和质量检查,然后从卫星可见性、卫星截止高度角和观测时间3个方面研究了GPS数据处理中不同卫星截止高度角对GPS测量精度的影响,对卫星截止高度角的选取进行了讨论。通过某大型水利枢纽的实际算例,说明卫星截止高度角应根据卫星可见状况、观测模式以及观测时间等因素来选取。

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测量中卫星高度角选择的研究

卫星高度角的截取对于GPS的观测成果和基线处理都很重要,它的取值直接影响着获取卫星的数据范围。对GPS的精度和准度有很大的影响。

GPS天线相位偏心差与卫星高度角对长基线的影响

利用GPS数据处理软件Bernese,通过对8个IGS站在不同卫星高度角下的观测值进行接收机天线相位中心改正前后的长基线解算,分析在不同卫星高度角下,天线相位偏心差对长基线的影响情况。结果表明,对于长基线,采用天线指向北方向的方法仍不能完全消除天线相位偏心差造成的误差影响,因此该因素必须在数据处理中加以考虑。

GPS长基线测量卫星高度角对定位精度的影响

卫星高度截止角的选取对于GPS测量中的基线解算和平差都具有重要意义,它的取值直接影响了获取数据的卫星数目以及所获取数据的质量,对GPS测量的精度有着直接的影响。本文针对长基线GPS测量,研究卫星高度截止角对其定位精度的影响。结果表明,长基线GPS测量中卫星高度角的最佳值一般可设置为10°-15°,不宜太小。卫星高度角过低,虽然可以提高可观测的卫星数目,但是低高度角的卫星信号在传播过程中不仅多路径误差大,而且对流层折射偏差也大,同时容易产生多路径效应,造成观测数据质量的整体下降,进而影响定位精度。

基于不同卫星截止高度角的伪距单点定位性能

随着全球卫星导航系统的飞速发展,GPS和GLONASS两种导航系统在全球得到广泛应用,并且目前应用最为广泛的导航定位模式是伪距单点定位。然而在山区或城区等遮挡严重区域,伪距单点定位精度在很大程度上受卫星截止高度角的影响。因此,文章开展了在0(°)～30(°)(间隔为5(°))的卫星截止高度角条件下,GPS、GLONASS以及两者组合的伪距单点定位实验。实验结果表明:两者组合定位模式对卫星截止高度角最不敏感; GLONASS受截止高度角影响最大;此外,在临界截止高度角处,三维方向中U方向受其影响最大。

卫星截止高度角对GPS基线质量的影响分析

在GPS静态数据处理的过程中,卫星截止高度角对数据处理时采用的卫星数目、数据质量有着显著影响。本文采用TEQC、TBC、GMAIT三款高精度数据处理与分析软件,通过设置不同的卫星截止高度角,来分析其对GPS基线质量的影响。对卫星截止高度角对GPS基线质量的影响特点以及如何通过卫星截止高度角来提高基线质量,给出了相应的结论与建议。

不同卫星截止高度角下GPS观测结果的对比分析

本文对23个时间跨度为4.2年的全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)连续观测站,以卫星截止高度角分别是5°、10°、15°、20°、25°、30°和35°的全球定位系统(global positioning system,GPS)数据为研究对象,从双差观测数、观测噪声、观测精度和水平速度4项指标进行统计分析,结果表明:卫星截止高度角增加5°,每颗卫星平均的双差观测数减少12%左右;10°、15°和35°时噪声相对较低,相对来说35°卫星截止高度角噪声最低,在保证观测数据量时,高度角越高噪声越低;东西方向的观测精度低于南北方向,相对来说在10°、15°和35°的卫星截止高度角下,3个方向的精度较为一致;在没有遮挡和多路径等外部条件影响下,对于长期观测来说,5°~35°不同卫星截止高度角下的水平速度的差异不大。

不同卫星截止高度角的单点定位分析

为了研究不同卫星截止高度角对精密单点定位的影响,利用唐山市曹妃甸区华北理工大学同一时段不同卫星截止高度角的实测数据进行单点定位和静态差分数据的处理,并进行精度分析与对比。结果表明,高度角为10°~20°时定位精度最佳,E方向的误差为5 cm左右,N方向和U方向的误差为4 cm左右,达到了预期的精度,但不同卫星截止高度角对单点定位结果大致没有影响。

高度角信噪比联合随机模型的抗差GPS/COMPASS实时差分定位算法分析

在抗差GPS/COMPASS实时差分定位的基础上,对比分析了等权随机模型、高度角随机模型和信噪比随机模型对导航定位的影响,并由此提出高度角信噪比联合随机模型。试验证明,该模型与等权随机模型相比,明显提高了定位精度,也优于高度角和信噪比随机模型。

GPS卫星可视性研究

【目的】研究相对于地面观测点的GPS卫星星座的可视性,从而改善观测数据质量,提高测量精度。【方法】本研究基于标准RINEX数据,通过假设卫星开普勒参数,拟定地面观测点及观测时间,并根据全球导航卫星系统定位原理来计算各GPS卫星坐标及相对于地面观测点的高度角,从而筛选出符合观测条件的GPS卫星。【结果】在计算出坐标及相对于地面观测点的方位角和高度角的24颗GPS卫星中,选出7颗高度角大于15°的卫星作为有效的观测卫星。【结论】本研究所述的方法可按照一定原则对GPS卫星星座进行筛选,从而获取质量更佳的卫星观测数据,为相关研究提供参考。

多卫星组合的GPS-MR土壤湿度反演

单天中卫星低高度角状态持续时间较短,导致基于单颗GPS卫星多路径信噪比SNR的土壤湿度反演时间分辨率较低。为保证土壤湿度反演结果的可靠性和准确性,同时改善土壤湿度反演的时间分辨率,顾及信噪比有效高度角区间,提出一种基于多GPS卫星组合的GPS-MR高时间分辨率土壤湿度反演方法。实验结果表明,多卫星延迟相位组合能较好地表征土壤湿度变化趋势,二者相关系数优于0.92;土壤湿度反演时间分辨率由1d提升为2h。

面向燃气电站的室内外判别及一体化多源融合人员定位方法

针对燃气电站金属结构多、设备密集及安全管理要求高等特点,结合燃气电站安全管理对人员定位精度高和稳定可靠等要求,提出了一种面向燃气电站的室内外判别以及一体化多源融合定位方法。室内外判别方法综合卫星高度角以及信号信噪比设计了一种判别指标,基于该指标设定合理阈值,可实现人员室内外判别。考虑到室外装置区附近容易受金属干扰和遮挡影响卫星定位的问题,提出了一种多源融合定位方法,将卫星定位与微惯性系统、地磁定位及蓝牙无线信号进行融合,实现了在复杂工业场景下的稳定可靠定位。该方法计算量小、定位连续且定位精度高。最后采用智能手机在实际场景进行了验证,结果表明,室内外切换准确,切换时间小于3 s,室内定位误差1.35 m,室外定位误差3.6 m。

BDS地球静止轨道卫星信号的对流层延迟分析与探究

针对北斗地球静止轨道卫星的高度角在一天中会随着时间的推移出现微小变化从而引起对流层延迟改正量变化的问题,文中阐述了萨斯塔莫宁模型,利用两种方式获得的气象数据值分别计算了地球静止轨道卫星对流层改正值,并对此做对比分析。结果表明,地球静止轨道卫星高度角在一天中会呈现周期性的变化,但变化值较小;两种不同的气象数据值计算出的对流层改正值随着一天中的不同时间差异不同,且二者的差值呈现明显的时间特性。

COMPASS伪距单点定位精度分析

通过实测COMPASS数据处理,分析COMPASS伪距观测值精度与卫星高度角的关系,以及当前4GEO+5IGSO导航星座COMPASS伪距单点定位的精度。结果表明,COMPASS伪距多路径效应和观测噪声在0～3 m之间变化,其精度为0.3～0.7 m;卫星高度角越大,多路径效应和观测噪声越小;GEO卫星受到的多路径效应和观测噪声要明显小于IGSO卫星;COMPASS伪距单点定位精度(RMS)在N、E、U方向上分别为3.33、3.45、8.84m。