基于概率误差的三维室内定位系统最优布站方法

随着智能化、自动化技术的不断发展,室内定位技术的应用场景日益广泛,如何提高室内定位系统的精度和可靠性一直是研究热点。对基站布局进行优化,提升系统整体的定位精度是现有的室内定位系统优化方法之一。对于该方法,现有的研究普遍选择采用其他相似领域的已有方法,主要的两种方法中用于评价卫星共轭的精度稀释因子忽略了基站与标签的距离;作为导弹、惯导系统中落点精度评价因子的概率误差方法没有考虑基站几何结构的影响。对此,提出了一种基于精度稀释因子和概率误差方法的精度评价模型,用于推导三维室内定位系统的最优基站布局,该模型同时考虑了距离和几何结构对室内定位精度的影响,可以很好地应用于室内定位的领域。所提方法在程序模拟和实际定位实验中均取得了优异的效果。在程序模拟中,最优基站布局系统的定位误差均值相比传统四顶角定位系统降低了约14.38%,在实际定位实验中,最优布局的定位精度和效果都得到了显著提升。实验结果验证了精度评价模型的准确性与实用性。所提出的最优基站布局方法在三维室内定位领域具有很高的应用价值和普适性,能够有效提高室内定位系统的精度和效果。

GALILEO卫星导航和定位系统PDOP仿真

简单分析了GALILEO卫星导航和定位系统与GPS的差异及特点;利用STK软件,对GALILEO卫星导航和定位系统的PDOP进行了仿真计算,给出了部分世界城市的PDOP仿真结果以及一天时间内每分钟采样间隔下部分城市的PDOP变化曲线。

基于PDOP加权的模糊卡尔曼滤波在GLONASS单点定位中的应用

本文分析了几何精度因子(GDOP)对卫星导航系统定位精度的影响，提出了一种基于PDOP加权的模糊控制卡尔曼滤波方法．将其应用于GLONASS单点定位，结果表明，该方法可显著提高GLONASS单点定位精度。

基于改进平均跳距和位置修正DV-HOP定位算法

针对传统DV-HOP算法在锚节点随机分布情况下定位误差和计算量较大的问题,提出了基于改进的平均跳距和位置修正的DV-HOP定位算法,根据节点的分布情况,锚节点计算其权值来动态调整其平均跳距,同时引入位置修正因子对用2种方法得到的位置信息进行修正,减少了定位误差,提高定位精度。仿真结果表明,改进算法在不同的锚节点数和不同的锚节点比例情况下都有较好性能,和传统DV-HOP算法相比定位误差明显减小,定位精度明显提高。

罗兰C和北斗组合导航系统定位精度研究

以双曲线定位原理实现了罗兰C/北斗组合导航,提出了HDOP的定义,以此分析了两系统组合前后的定位精度,并给出了定位精度的仿真。结果表明,组合后大大改善了罗兰C定位精度和定位可用范围,并弥补了北斗定位系统有源定位的不足。

组合GNSS系统定位数据质量与精度比较分析

本文对组合GNSS系统进行静态相对定位测量与RTK测量试验,研究结果表明:在静态相对定位测量中,BDS的数据利用率、多路径效应误差优于GPS与GLONASS,BDS的定位精度优于GLONASS略低于GPS;组合系统中GPS/BDS与GPS/BDS/GLONASS的定位精度较优,引入GLONASS对定位精度改善的作用不明显。在RTK测量中,当观测条件理想时,GPS/BDS较GPS可见卫星数目多,PDOP值低,中误差小。当观测条件较差时,GPS/BDS较GPS可见卫星数目多,PDOP平均值低,中误差小,限差内固定解获得时间减少76.1%;GPS/BDS/GLONASS较GPS/BDS在中误差、水平精度和垂直精度上更优,限差内固定解获得时间更稳定可靠。

北斗二号与北斗三号定位精度对比分析

为了进一步检验北斗三号基本系统的基本导航定位服务性能,首先阐述北斗卫星导航系统发展历程及定位原理,然后在成都地区相同时间、地点、测试环境下,对北斗二号和北斗三号B1I频点、B3I频点单频定位性能进行测试分析。结果表明:在95%置信度条件下,北斗三号B1I频点定位精度与北斗二号定位精度基本相当;B3I频点定位精度优于北斗二号;位置精度衰减因子(PDOP)值分布在0~2范围内,明显优于北斗二号。

北斗卫星导航系统定位精度分析评估

利用北斗导航型接收机在北京地区对系统性能进行长期监测,对B3I单频、B1I单频、B3I广域差分及B1I广域差分4种模式的定位性能进行统计评估。结果表明,北斗卫星导航系统区域服务一年来,运行情况良好;在北京地区,可用卫星数最少为8颗,按照95%置信度统计,位置精度衰减因子值绝大部分天数优于3,单频水平定位精度优于7m,高程定位精度优于10m。

GPS/BDS组合系统相对定位精度分析

对比全球定位系统(Global Positioning System,GPS)和北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)的系统差异性,分析GPS/BDS组合系统的优势。通过对实测数据的处理分析,比较GPS,BDS单系统及GPS/BDS组合系统的相对定位精度,分析结果对GPS/BDS组合系统的应用研究有一定的参考价值。

基于PDOP贡献度的分步式迭代优化选星算法

全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)是民航所需导航性能(Required navigation performance,RNP)程序的重要导航传感器。GNSS的定位精度决定了民用飞机是否能够满足RNP飞行要求。由于飞机上接收机的计算能力有限,计算延迟可能会降低定位精度。为了满足高精度要求,计算延迟引起的误差不能再被忽视。本文提出了一种基于位置精度因子(Position dilution of precision,PDOP)贡献的两步迭代卫星选星算法优化,可以有效减小计算延迟并提高RNP程序下的定位精度。仿真结果表明,该方法在实时性方面优于传统算法,对确保民用飞机飞行安全具有重要意义。

中国区域内单Galileo卫星导航系统定位性能评估

随着欧盟伽利略(Galileo)卫星系统的全面完成组网建设,其在中国区域定位性能需进一步进行评估。本文利用中国及周边区域的6个多全球导航卫星系统(GNSS)实验系统(MEGX)测站分别从卫星可视数、定位位置精度因子(PDOP)值和静态精密单点定位技术(PPP)方面对单Galileo卫星系统在中国区域内的定位性能进行了研究。结果表明:当卫星高度角设置为7°时,24 h内各测站可接收到的平均卫星数约为7.3颗,定位PODP约为2.2,能较好地满足中国区域全天候单点定位;对于单天静态解和4 h静态解,无论是非差非组合还是无电离层组合,均可实现在水平方向小于2.3 cm,高程方向小于4.5 cm的定位精度,且6个测站的平均收敛时间约为36.4 min;根据卫星可视数和PDOP值分布可知,中国的东部、中部和南部卫星可视数和PDOP值最好,Galileo定位服务性能在该区域相对更优。

全球精密单点定位性能评估

随着中国北斗三号卫星导航系统(BDS-3)全面建成与开通,北斗卫星导航系统已步入了新发展阶段,基于BDS-3实现全方位、多层次、高精度应用已成为地学研究中一项基本任务。利用全球最新均匀分布的10个MGEX跟踪站,分别从24 h内接收到的卫星数、卫星位置精度因子(PDOP)、卫星数据解算完整率和双频非组合精密单点定位(PPP)静态/动态定位精度等方面系统深入地评估了BDS-3在全球范围内的可用性。结果表明,测站对卫星跟踪能力与配备的接收机类型和区域位置有强相关性,单BDS-3卫星在全球范围内具有较强的连续定位能力,当使用SEPT POLARX5和JAVAD TRE_(3)接收机的情况下,数据解算完整率可达100%。此外,水平方向和高程方向定位精度分别优于2 cm和3 cm,并且在联合使用BDS-2和BDS-3定位的条件下,可使得静态定位精度在东、北和高程方向进一步提升37.6%,25.3%和38.9%。

不同截止高度角的BDS-2/BDS-3融合PPP定位性能分析

为探究融合的北斗二号卫星导航系统(BDS-2)和北斗三号卫星导航系统(BDS-3)在亚太地区不同截止高度角下精密单点定位(PPP)性能,基于多GNSS实验系统(MGEX)中8个连续跟踪站24h观测数据,分别从卫星接收数量、卫星位置精度因子(PDOP)和双频非组合PPP静态解方面分析和评估了9种不同截止高度角方案下的BDS-2/BDS-3融合定位性能。结果表明:当卫星截止高度角设置为0°~10°时,卫星接收数量呈现逐渐降低的趋势,而PDOP值变化并不显著,但当卫星截止高度角设置超过15°时,定位连续性方面将受到一定影响;不同卫星截止高度角对24 h PPP解水平方向定位精度影响非常小,特别是北方向,但对高程方向定位精度和三个方向(东、北和高程)的收敛时间影响较为显著。因此,在遮挡严重环境中,可通过长时间观测获取测站水平方向高精度坐标解,而对于高程方向可通过进一步融合其他卫星系统。

干涉式量子定位系统最优星座分布研究

分析干涉式量子定位系统的运作机理,建立定位解算模型,着重研究其位置精度因子(PDOP)的影响因素,并给出相应的数学表达式和分布图。根据PDOP导出星座分布与定位误差之间的关系,分析结果表明,基线向量的线性无关度和基线相对于用户的张角是衡量干涉式量子定位系统星座优劣的两个主要因素。

一种顾及权重的PDOP值计算方法

在卫星定位中,定位精度主要受两方面的影响:一是观测卫星的空间几何分布;二是等效测距误差。传统的PDOP值计算方法,仅考虑了观测卫星空间几何分布的影响,所得到的PDOP值并不能准确地反映定位精度。将先验单位权中误差和卫星高度角引入到PDOP值计算过程中,提出了一种顾及权重的PDOP值计算方法。利用GPS单系统、北斗单系统以及GPS/北斗组合系统的实测数据进行分析,结果表明新方法计算得到的PDOP值能够更准确地反映定位精度。

一种顾及卫星几何分布的GPS/北斗组合定位定权方法

在GPS/北斗组合单点定位中,观测值定权通常采用两种方法:一种是先验定权,即利用两卫星系统观测值的先验方差来定权;另一种是验后定权,如Helmert方差分量估计。先验定权方法简单,但不精确;验后定权方法严密,但需要足够多的多余观测。由于位置精度因子(PDOP)能很好地反映卫星的几何分布状况,文中提出一种考虑PDOP信息的观测值定权方法,即在先验定权的基础上,进一步考虑了观测卫星空间几何分布情况。利用开阔环境和遮挡环境下的静态观测数据和动态观测数据进行分析。结果表明:在开阔环境下,考虑PDOP信息定权方法的定位精度和验后定权方法相差不大,并且二者均优于先验定权方法;在遮挡环境下,考虑PDOP信息定权方法的定位精度优于先验定权和验后定权方法。

合作定位节点选择策略

合作定位是指接收机之间通过合作网络交换关键定位信息实现协同定位的新技术,接收机进行合作定位过程中可供使用的辅助节点包括可视卫星和已定位邻居接收机。接收机之间的合作增加定位过程中的可用辅助节点数量,进而增加位置估计的计算量和计算时间,在可用辅助节点较多时,定位实时性很难得到保证。提出改进次优节点选择算法,计算备选节点之间单位向量差作为节点价值,选择拥有最大价值的节点作为辅助节点。将新算法与4种典型的节点选择算法进行了对比,仿真实验证明该算法能够在较短时间内选择出接近最优算法得到的组合,综合性能优于现有节点选择算法。

Galileo空间信号误差和标准定位性能初步分析

具体分析导航定位精度各类影响因素的大小,进而评估Galileo定位性能,为Galileo导航定位用户和系统下一步建设提供参考。以精密轨道和钟差产品作为参考,分析广播星历轨道精度钟差精度,并统计分析两者对用户定位的综合影响,即空间信号误差（URE）的大小。结果显示,轨道误差的均方根误差切向在2m以内、法向在1m以内、径向优于0.5 m,钟差均方根在3ns以内,URE（1σ）约为0.82 m。仿真分析全球Galileo卫星的可见性及位置精度衰减因子（DOP）值的大小,并采用实测数据对用户环境设备误差（UEE）的主要成分进行分析和统计。分析评估Galileo系统的标准定位性能,在全球范围内标准三维定位精度（1σ）为3.8~6.4m。

干涉式量子定位辅助卫星导航周跳探测与修复方法

快速准确对周跳进行探测与修复是卫星导航高精度定位必须解决的关键问题。干涉式量子定位系统达到高精度必须具有良好PDOP(位置精度因子),但是受基线布置的影响,在整个覆盖区的PDOP并不能保证都是理想的。提出了利用干涉式量子定位某个方向高精度测距信息辅助卫星导航,进行周跳探测与修复方法。推导了干涉式量子定位与卫星导航网络RTK两者结合的定位方程,在新的定位模型下,采用Household变换以及LAMBDA算法,充分利用量子高精度测距所提供的信息,逐历元计算出卫星导航RTK测量中双差的整周模糊度,从而根据该模糊度的变化进行周跳的探测与修复。仿真分析表明:该方法可以在单历元内检测到周跳的存在,并在后续的短历元内正确地修复周跳。

多系统GNSS在弱信号环境下的比较研究与精度评估

针对GNSS接收机在弱信号环境下进行测量作业时,存在解算状态不稳定,定位精度难以控制等一系列问题,文章使用南方银河1接收机和南方灵锐S82接收机进行了实验。通过实测数据对可见卫星数和PDOP值进行了对比分析,来验证多系统GNSS在定位精度方面相对于单一系统具有改善效果。实验结果表明:组合系统能够明显改善卫星空间构型,在观测环境复杂的情况下仍可以提供可靠的高精度定位服务,大大增加系统的可用性,明显提高定位精度。