移动窗口多普勒平滑伪距增强的GNSS/IMU/单目视觉紧组合定位

本文针对在多源融合导航系统中GNSS伪距观测值受环境影响较大使得定位精度下降的问题,提出了基于移动窗口的多普勒平滑伪距算法。首先建立基于因子图优化的GNSS/IMU/单目视觉紧组合导航系统模型,然后使用开源数据集验证算法的有效性并与常规加权多普勒平滑伪距算法进行对比。结果表明,该算法在伪距定位中E、N和U 3个方向上定位精度分别达到1.591、2.892和2.001 m,定位精度分别提升了50.7%、61.7%、56.8%;在多源融合导航定位系统中定位精度分别达到1.390、2.561和1.606 m,比未平滑前的定位精度3个方向上分别提高了9.8%、20.0%和11.1%;同时该结果与常规加权多普勒平滑相比,定位精度分别提升了4.7%、3.1%、0.5%。

低成本GNSS终端多普勒平滑伪距定位算法

随着低成本全球卫星定位(GNSS)终端硬件性能的不断提升,其在定位领域的应用也更加广泛,然而低成本GNSS终端在数据采集中常受观测环境的影响,使得载波相位观测值的高精度定位较为困难。伪距定位算法因其定位模型简单且实时性好的优势被广泛使用,因此本文利用多普勒平滑伪距方法,充分利用了多普勒观测值的作用,通过多普勒平滑伪距噪声来提升观测值的测量精度,利用多普勒平滑伪距模型对静态与多种动态环境下的平滑效果进行测试和分析。实验结果表明:在静态情况下,采用多普勒平滑伪距算法,伪距单点定位与伪距实时差分定位模型定位中平面精度较平滑之前分别提高了25%与31%;在动态环境下,有遮挡动态实验其精度提升30%以上,空旷情况下定位精度提升15%以上,快速运动过程中其提升能达到20%左右。表明通过多普勒平滑伪距算法可以显著提高低成本GNSS终端的定位精度。

智能手机虚拟格网伪距差分定位方法研究

针对智能手机全球卫星导航定位系统(GNSS)观测数据质量差、定位精度低的问题,该文提出了基于多普勒平滑的格网伪距差分算法。首先对观测数据进行分析、粗差剔除,再利用多普勒观测值对伪距进行平滑,最后利用虚拟格网伪距观测值改正相关误差进行定位。结果表明:经过手机观测值质量控制,利用多普勒观测值平滑伪距后进行虚拟格网伪距差分,可以得到平面优于1.5 m,垂直优于3 m的定位结果。

智能手机广域差分实时定位分析

针对智能手机GNSS观测数据质量差无法满足高精度定位需求的问题,该文首先分析了智能手机的数据质量,在此基础上提出了基于多普勒平滑伪距的广域差分方法,提升了智能手机实时定位的精度。实验表明:静态模式下,广域差分定位和多普勒平滑伪距广域差分定位相比伪距单点定位平面分别为47.7%、64.4%,高程方向分别提高55.2%和68.9%;动态模式下,直行时平面可达1.5 m,转弯时精度变差,约为2.5 m。

智能手机广域差分定位算法研究

针对当前智能手机原始观测数据不稳定导致实时定位精度不高,且未对电离层延迟进行较好修正等问题,该文研究了2类3种不同芯片智能手机多普勒平滑伪距对实时广域差分定位影响,可改善数据质量,提升定位精度;在此基础上对比了广播电离层参数改正、实时电离层产品、电离层格网预测文件3种电离层产品对手机广域差分定位精度的影响。结果表明,多普勒平滑伪距可提升广域差分定位精度,相较于平滑前二维和三维精度分别提升了49.3%、47.8%;其次,3种电离层改正产品均能不同程度改善Mi8、P30、P40平面与高程精度,其中,电离层格网预测文件提升U方向定位精度最为明显,对Mi8的高程提升了31.3%。