Galileo伪距硬件延迟对双频单点定位的影响分析

差分码偏差(Differential Code Bias,DCB)是高精度定位和电离层建模的主要影响因素之一。为探讨Galileo系统卫星端DCB改正对双频单点定位的影响,本文推导了Galileo 4种不同频点无电离层组合卫星端DCB改正公式。选取4个MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站连续7 d的观测数据进行标准单点定位(Standard Point Positioning,SPP)和精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)实验,分析改正与不改正DCB对Galileo定位性能的影响。结果表明:DCB改正对SPP定位精度和PPP收敛时间均有提升,但对PPP收敛后的定位精度几乎没有影响。其中,E1/E5b和E1/E5(a+b)组合提升较小,SPP精度提升为亚厘米至厘米级,PPP收敛速度提升率约为2.0%和5.2%;E1/E6组合提升较大,SPP精度提升为米级,PPP收敛速度提升率约为32.3%。E1/E5a、E1/E5b和E1/E5(a+b)组合SPP定位精度和PPP定位性能基本相当,优于E1/E6组合。

标准单点定位与精密单点定位精度对比研究

简要介绍标准单点定位(SPP)与精密单点定位(PPP)的基本原理和主要区别,并结合实测数据,分析比对两者的静态和动态(0速)定位精度,得出结论:在目前GPS系统状态下,SPP静态定位精度优于±2m,动态定位精度在±3m左右;PPP静态定位精度达±1cm,动态定位精度优于±10cm。在一定速度范围内,两者定位精度相差两个数量级。

北斗系统标准单点定位算法研究

北斗卫星导航系统已建成区域导航星座,可在亚太范围提供无源定位、导航和授时服务。本文系统研究了北斗系统标准单点定位算法,采用实测数据对北斗系统和GPS标准单点定位算法进行了算法验证和数据分析。实验结果表明,北斗系统标准单点定位在X、Y和Z方向上的精度分别为7.1 m、9.2 m和13.2 m,GPS标准单点定位在X、Y和Z方向上的精度分别为6.2 m、5.8 m和11.2 m,北斗系统与GPS标准单点定位的三维定位精度基本一致,证明了北斗系统已经具有独立导航定位能力,可为标准导航定位应用提供服务。

差分码偏差对QZSS单点定位的影响

为探究差分码偏差(DCB)对准天顶卫星系统(QZSS)伪距单点定位(SPP)的影响,推导了QZSS伪距单点定位时间群延迟(TGD)和DCB改正模型,并选取6个MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站连续7 d的观测数据按照两种不同方案进行实验.结果表明:DCB产品月稳定度较好,无明显波动,各颗卫星月稳定度优于0.2 ns,与TGD互差值优于2.5 ns;TGD/DCB改正对SPP精度影响为米级,经TGD/DCB改正后水平方定位精度可从4~9 m提升至3~6 m,高程方向可从7~9 m提升至5~7 m,提升率为10%~46%.可见DCB改正对单点定位精度影响较大,在定位解算中不可忽略.

北斗三号系统标准单点定位精度分析

根据我国北斗卫星导航系统(BDS)建设情况以及发展战略,目前我国北斗导航系统已经进入第三阶段的建设.本文以IGS连续跟踪站的数据为基础,首先对北斗三号(BDS-3)星信号数据质量进行分析,然后对BDS-3准单点定位精度进行分析,并与北斗二号(BDS-2)标准单点定位精度进行对比,结果表明,在观测区域内,BDS-3的数据质量较好,单系统定位精度优于BDS-2的定位精度.

北斗/GPS标准单点定位结果分析

为对BDS与GPS组合系统的标准单点定位结果进行分析,根据实测数据首先对伪距标准单点定位原理进行阐述,然后对BDS以及GPS数据质量进行对比分析,最后将单系统与组合系统的标准单点定位结果进行精度对比分析.实验结果表明:单系统进行标准单点定位时,GPS标准单点定位内外符合精度略高于BDS标准单点定位精度. GPS/BDS联合进行标准单点定位时,标准单点定位精度相对于单系统标准单点定位精度每个方向都有提高,内符合精度每个方向提高较多,大约为50%,而外符合精度提高较少,大约在20%以下.

不同截止高度角北斗标准单点定位精度分析

我国北斗导航系统已完全具备为亚太地区提供导航与定位服务,其定位精度研究一直是目前的热点与重点。本文基于MGEX机构发布的2个跟踪站实测数据,分析在卫星截至高度角5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°和40°的情况下北斗标准单点定位精度。经研究发现,X方向定位精度在高度角25°出现一个转折点,整体随着高度角增加定位精度下降,Y方向和Z方向定位精度随着高度角的增加而下降,高度角为30°,历元可用率开始低于100%,在高度角为40°的极端条件下,历元可用率为84%,X和Y方向定位精度为1 m^2 m,Z方向定位精度为3 m^8.6 m。

BDS-3完整星座多频标准单点定位精度分析

针对正式开通的BDS-3定位性能评估问题,分析了BDS-2、BDS-3、BDS-2/BDS-3标准单点定位精度,并与GPS L1频率进行了对比。结果表明,在卫星可见数与PDOP值方面,BDS-2、BDS-3和GPS相当,BDS-2/BDS-3相比三者有较明显改善;在利用B1I与B3I定位方面,BDS-3定位精度优于BDS-2,BDS-2/BDS-3定位精度明显优于二者;在利用B1C与B2a定位方面,B1C定位精度与GPS L1相当,B2a精度比二者差,但能满足普通单点定位精度要求。

北斗单频标准单点定位精度分析

北斗二号已经可以为亚太地区提供导航与定位服务,其定位精度分析一直是目前研究的重点。本文基于3个GNSS评估机构iGMAS发布的跟踪站数据,分析了北斗二号3个频率的标准单点定位精度,发现B1频率的标准单点定位精度优于B2和B3频率,但是相差不大,定位精度可以达到1—3 m。

北斗双频标准单点定位精度分析

北斗的定位性能分析一直是国内外关注的热点,文中基于GUDN和BFGY2个IGS连续跟踪站北斗双频数据,全面的对北斗系统进行分析,首先研究了北斗单点定位算法,然后对北斗的数据质量、空间几何分布情况进行评估,最后分析了北斗的标准单点定位精度。结果表明:北斗卫星数据质量良好,满足进行数据处理的要求,北斗卫星空间几何分布情况良好,水平定位精度可以达到5 m以内,竖直向精度可以达到8 m以内。

北斗三号正式卫星对标准单点定位的影响分析

针对BDS-3正式卫星对BDS-2和GPS系统定位精度的影响,以IGS连续跟踪站实测数据为基础,分别设计了加入BDS-3新卫星对BDS-2 B1I频率和GPS系统L5频率标准单点定位精度的影响实验。实验结果表明,BDS-3新卫星的加入能有效提升BDS-2和GPS卫星可见数,降低BDS-2和GPS PDOP值,同时也有效提升了BDS-2卫星B1I频率和GPS卫星L5频率定位精度,使BDS-2卫星B1I频率定位精度在E、N、U 3个方向分别提升了7%、4%、4%,使GPS卫星L5频率定位精度在E、N、U 3个方向分别提升了14%、14%、5%,表明BDS-3新卫星无论是与BDS-2还是GPS系统兼容频率组合定位是可行的,可为今后研究BDS-3与其他系统组合定位提供一定的参考。

BDS-3卫星导航系统标准单点定位精度分析

我国BDS-3卫星导航定位系统现已建成并向全球提供服务。介绍了DBS-3卫星导航系统的基本构成、PNT(定位、导航、授时)服务性能,以及采用的坐标和时间系统。简述了GNSS标准单点定位模型,利用在兰州某地实测数据对BDS-3、GPS系统的标准单点定位(SPP)精度进行对比分析。结果分析表明:在该地区BDS-3系统的可见卫星数、PDOP值优于GPS系统;定位精度优于5m,整体同GPS系统相当,在N、U方向优于GPS系统,E方向上略低于GPS系统。

基于DCB改正的BDS/GPS/Galileo多频单点定位精度分析

为了实现多频数据融合处理并有效抑制伪距硬件延迟对定位精度的影响,推导了多频标准单点定位的数学模型,给出了多系统双频/三频观测值组合情况下的DCB改正方法,并以5个MGEX监测站连续7 d的实测三频数据进行验证.结果表明,DCB改正后,BDS,GPS,Galileo系统观测值残差的标准差分别减小了74. 3%,66. 1%和71. 2%;单BDS三频单点定位点位精度提高74. 6%;单BDS双频单点定位与三频单点定位精度相当;相比于单BDS,BDS/GPS及BDS/GPS/Galileo组合单点定位精度分别提高了18. 9%和24. 6%,取得了三维3. 640和3. 385 m的定位精度.

一种基于二次型约束最小二乘法的瞬时单点定位算法

在某些具有鲁棒性要求的应用中,标准单点定位(standard single-point positioning,SPP)仍然发挥着至关重要的作用。但是经典SPP的定位精度仍然为米级,不足以满足一些实际应用的需求,如水文测量和机场场面活动的车辆等。针对该问题,通过将先验高度信息融入到SPP算法中来实现瞬时亚米级定位精度,提出了一种基于二次型等式约束最小二乘估计的SPP定位方法。利用实测的GPS(global positioning system)卫星观测数据进行SPP实验,实验结果表明,与无约束SPP相比,本方法有效地改善了定位精度,并且不依赖于载波相位测量,有较高的鲁棒性。

基于TGD/DCB改正的BDS多频单点定位精度分析

文章研究不同频点的无电离层组合模型中时间群延迟(time group delay,TGD)和差分码偏差(differential code bias,DCB)对定位结果影响的差异,给出了北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)双频/三频无电离层组合TGD和DCB改正模型,利用IGS测站数据进行标准单点定位(standard point positioning,SPP)和精密单点定位(precise point positioning,PPP)实验。实验结果表明:对于SPP,定位精度平面方向小于5 m,U方向小于10 m,定位精度提升显著且精度改正为m级,经模型改正的平面方向精度提升大于70%,U方向精度提升大于28%,其中DCB改正效果略优于TGD改正;对于PPP,经模型改正后的定位精度提升并不明显,但加快了滤波的收敛速度;对于PPP,在未经模型改正的情况下,接收机钟差和模糊度参数吸收了绝大部分的误差改正,而对流层延迟参数受到的影响较小。

一种基于广播星历的实时高精度单点定位方法

针对远洋测量无法实时获取精密星历钟差或位置差分改正信息、导航定位精度不高的问题,提出一种基于广播星历的实时高精度单点定位方法。通过广播星历实时获取卫星三维位置和卫星钟差,使用扩展卡尔曼滤波进行数据处理,利用载波相位观测量来实现高精度单点定位。实测数据结果分析表明,该方法的静态和动态定位精度与SPP相比,均有50%左右的提高。可实现在没有精密星历钟差和外部改正信息情况下的较高精度单点定位,满足高精度远洋测绘的要求。

极地地区北斗三号单点定位精度分析

为分析BDS-3在极地地区的定位精度,选取两极地区10个MGEX站连续7 d的观测数据进行SPP和PPP实验。结果表明,BDS-3在两极地区可见卫星数及PDOP基本一致,平均可见卫星数约为9颗,PDOP约为2.3。BDS-3各频点间定位精度相差不大,南极地区SPP定位精度略优于北极,特别是U方向。北极地区E、N、U方向定位精度分别优于1 m、1 m和5 m,南极地区E、N、U方向定位精度分别优于1 m、1 m和2 m。BDS-3在两极地区PPP定位精度相当,与GPS定位精度基本一致,各频点组合定位精度在E、N、U方向均优于2 cm。

Galileo卫星导航系统初始运行阶段单点定位性能评估与分析

基于多GNSS实验跟踪网(the multi-GNSS experiment,MGEX)的实测数据,对当前Galileo单系统标准单点定位(SPP)和精密单点定位(PPP)性能进行评估与分析。结果表明:1)Galileo双频标准单点定位的水平精度优于2m,垂向精度优于4m;2)GAL-201、GAL-202可用于SPP解算,引入二者之后,平均定位可用率提升10%,达到80%以上;3)当观测时长为3h时,Galileo静态PPP可达到水平方向优于5cm、垂向优于7cm的定位精度;而随着观测时长的增加,其精度逐步提高,当观测时长为24h时,水平精度优于1cm,垂向精度优于3cm。

小米8手机在城市环境下的单点定位精度研究

城市环境中广泛存在的高密度区域与城市“峡谷”产生的多路径误差,严重干扰了全球卫星导航系统(GNSS)卫星信号的传播,导致智能手机标准单点定位(SPP)的精度与可靠性降低。针对这一问题,从参数估计角度提出自适应抗差卡尔曼滤波,进行城市环境多路径误差的削弱研究。通过新息向量结合视线(LOS)环境下得到的检测阈值,进行多路径误差的检测与抗差因子的构建,然后对观测噪声方差阵进行等价替换,同时采用萨格-胡萨(Sage-Husa)算法进行系统噪声的自适应估计和修正,从而达到提高城市环境多种运动模式下手机SPP定位精度的目的。静态与动态实验表明,该方法在城市环境中,能有效削弱多路径误差的影响,提高城市环境手机SPP定位精度。

亚太地区BDS-3/GNSS组合系统单频单点定位性能分析

针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)向全球提供定位、导航和授时(PNT)服务后的定位性能评估问题,基于MGEX(Multi-GNSS Experiment)WHU2站7天实测数据,从可视卫星数、几何精度衰减因子(GDOP)、定位精度、定位成功率和伪距残差方面分析了BDS-3及BDS/GNSS组合伪距单点定位(SPP)性能.结果表明:在亚太地区,BDS-3具有比美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo更优的SPP性能,其水平、垂直和三维精度分别为1.19m、2.34m、2.38 m,三维精度比北斗二号卫星导航系统(BDS-2)、GPS、GLONASS和Galileo的SPP精度分别提升了54.8%、27.2%、86.4%和1.2%.此外,BDS/GPS/Galileo组合能获得最优的SPP精度,其水平、垂直和三维精度分别为0.96 m、1.66 m、1.77 m,相较于BDS-2/BDS-3 SPP分别提升了18.6%、19.4%和17.3%.