提高GPS载波相位平滑伪距定位精度的算法研究

对载波相位平滑伪距的原理和数据预处理进行了探讨,给出提高其定位精度的处理方法和流程。通过两个算例得到如下结论:对C1和P2码进行相位平滑可有效提高伪距定位精度,较长时间观测定位精度可达1 m左右,利用精密星历改进后,平滑伪距的定位精度可达0.5 m左右;对P1和P2码进行相位平滑对定位精度提高不大,较长时间观测平滑前后的定位精度均可达到0.6 m,利用精密星历改进后,精度可达0.3 m;在动态测量后处理中,绝大部分历元利用精密星历结合相位平滑的定位精度可达2 m。

基于北斗卫星载波相位平滑伪距的列车定位方法

随着我国北斗卫星导航系统的建设,北斗卫星已逐步具备应用于列车定位的能力。列车在铁路线上存在轨道占用区分的需求,北斗民用伪距定位对并行股道占用情况难以精确定位识别。采用北斗实时载波相位定位精度高,但需近距离基准站的差分信号和模糊度解算,不利于大范围内的实时应用。因此,本文结合北斗卫星伪距的无模糊度和载波相位的高精度特点,提出一种基于北斗载波相位平滑伪距的列车定位方法。该方法首先利用北斗组合相位伪距法探测与修复载波数据周跳,并采用修复后的载波相位数据平滑伪距。文中推导北斗载波相位平滑伪距的原理,分析不同平滑方法的特性和对应的噪声检验公式。采用实测数据计算两种平滑方式得到的结果表明:本文提出的方法能够有效快速探测与修复周跳,平滑伪距精度优于0.2m,满足北斗导航系统在铁路列车定位中的精度要求。

GBAS中相位平滑伪距差分修正改进算法

针对卫星导航精度问题,提出一种载波相位平滑伪距差分修正算法的改进方案.通过无码载偏离平滑滤波技术来解决电离层对伪距和载波相位观测值带来的不一致性导致的电离层误差加剧问题.利用信号传播中误差模型预测值、载波信号和码伪距确定滤波器的衰减因子,把接收到的双频载波信号相位值和伪距值线性组合,输入滤波器滤波.同时用卫星修正信息对平滑伪距值中钟差进行修正.仿真结果表明通过该算法能够减少滤波后的信号残差,提高载波相位平滑伪距差分修正值标准差的可用性,减少电离层误差对星基导航精密进近阶段定位精度的影响.

自适应卡尔曼滤波在载波相位平滑伪距中的应用

对于高精度GPS定位,应用传统的载波相位平滑伪距算法会使定位的连续性和精度受到影响,在高动态GPS环境中甚至无法正常应用.基于标准卡尔曼滤波算法假设,利用极大似然准则推导了一种新的应用于载波相位平滑伪距的自适应卡尔曼滤波算法,这种滤波算法利用新息序列分别对系统过程噪声方差和量测噪声方差进行实时估计和调整,得到适用于动态定位的载波相位平滑伪距所需的最优平滑时间常数.在相关理论分析的基础上,对自适应卡尔曼滤波算法的稳定性进行了分析.动态定位仿真结果表明,与传统的载波相位平滑伪距算法相比,自适应卡尔曼滤波算法可以有效改善定位的精度和稳定性.

GPS相位平滑伪距严密定权及其在卫星编队飞行相对定位中的应用

为提高GPS码伪距解算卫星编队飞行的相对定位精度,采用了序贯双频消电离层组合相位平滑伪距双差的方法。采用综合考虑相位与码伪距精度比值和平滑历元次数进行定权的形式,克服了在GPS新星升起后因没有充分考虑相位平滑伪距权而引起的的解算结果中出现“突刺”的问题。从文中仿真的卫星编队飞行的例子来看,采用这种定权方法可以去除多处出现的“突刺”,并且解算效果比较平稳,平滑40～70个历元(采样率1Hz)后,可以达到1～2dm的相对定位精度,证明这种方法是有效的。

利用SLR和GPS双频相位平滑伪距资料测定导航卫星钟差

采用2002年10月的SLR和伪距实测数据计算GPS 35卫星的钟差,为了验证计算结果的精度,将本文计算的卫星钟差与IGS精密钟差进行了比较。结果表明,采用经过载波相位平滑伪距资料,可以明显提高综合利用SLR和伪距资料直接测定导航卫星的精度;综合利用SLR和GPS双频相位平滑伪距资料测定导航卫星钟差精度优于0.3 ns(1σ),测定的导航卫星钟差与实际钟差不存在系统差。

GPS相位平滑伪距差分定位技术的试验研究

首先详细介绍了GPS相位平滑伪距差分定位的基本原理和数学模型,在此基础上编制了GPS相位平滑伪距差分定位软件,并结合实际算例对GPS相位平滑伪距差分定位进行了试验研究。结果表明:对于精度要求不是很高,但实时性要求较高的定位或导航来说,采用GPS相位平滑伪距差分定位是非常适宜的。

北斗系统载波相位平滑伪距研究

首先阐述了单频载波相位平滑伪距的基本原理,然后在北斗系统星座环境下,对载波相位平滑前后北斗的伪距差分定位误差进行了仿真对比。结果表明,采用载波相位对码伪距进行平滑,明显改善了伪距定位的精度,较好地消除了接收机测量噪声和多路径等误差影响,使得伪距定位解的精度更加稳定和精确。

GPS双频相位平滑伪距及其单点定位的精度研究

讨论了利用Hatch滤波对双频消电离层组合伪距观测值进行相位平滑,对原Hatch滤波公式中的定权方法进行了改进。在此基础上,采用JPL提供的间隔为30 s的sp3事后精密星历和卫星钟差,对GPS双频相位平滑伪距及其单点定位的精度进行了研究。采用自编软件,利用IGS跟踪站观测数据进行了实际计算,并得出结论。

GNSS最优载波相位平滑伪距研究

平滑常数是影响载波相位平滑伪距精度的关键参数,实际数据处理时主要依据经验设定平滑常数。这种主观设定过程缺乏理论依据,无法达到最优平滑效果。针对此问题,以适用于实时GNSS载波相位平滑伪距的经典Hatch递推滤波算法为基础,在连续时间域上分析了载波相位平滑伪距误差的主要构成,给出了总误差估算公式,分析了平滑常数对平滑精度的影响传导机制。进一步,采用令平滑总误差最小为目标的极值法推导给出了最优载波相位平滑常数的计算公式,给出了最优载波相位平滑伪距的完整处理步骤。最优平滑常数算法在数学意义上最优,大幅压缩了伪距测量误差,又不会引入过大的电离层发散误差。通过两个实际算例,证明了算法有效性。

基于载波相位平滑伪距技术的GPS/INS组合导航

给出了基于载波相位平滑伪距技术的GPS/INS组合导航的公式并进行了误差分析。用算例对该算法进行验证,结果表明:如果GPS周跳较少或不发生周跳,基于载波相位平滑伪距技术的GPS/INS组合导航的精度较伪距紧组合导航有较大的提高;反之,精度提高不显著。

载波相位平滑伪距及其在差分定位中的应用

推导了单频和双频载波相位平滑伪距的Hatch滤波公式,利用两组实测数据进行了载波相位平滑伪距,然后将平滑后的不同观测类型的伪距用于实时差分定位。定位结果表明,C/A码Hatch滤波的差分定位精度高于P码;无电离层组合的Hatch滤波差分定位精度低于C/A码。

基于相位平滑伪距与多普勒数据的GPS动态定位

为了提高GPS伪距动态定位精度和可靠性,需尽可能地利用邻近历元信息和其它类型观测值。在分析相对定位移动窗口相位平滑伪距的函数模型和随机模型的基础上,推导了基于多普勒频移及无多普勒频移的扩展卡尔曼滤波递推方程,并通过实测GPS车载数据进行比较。结果表明:相位平滑伪距减小了伪距观测噪声,提高了定位精度,基于多普勒频移的扩展卡尔曼滤波更能改善高程方向的定位精度和可靠性。

一种基于电离层变化率的单频载波相位平滑伪距改进方法

为了避免单频用户可能出现的发散问题。在单频载波相位平滑伪距中,基于电离层延迟模型对电离层延迟变化进行补偿,进而推导该方法平滑后伪距精度的数学模型,使用IGS实测数据进行算例分析,验证本文方法的有效性。结果表明:本文改进的算法明显优于传统单频载波相位平滑伪距法。

相位平滑伪距对GNSS定位精度的影响

为了提高精密单点定位和双差网解算结果的精度,提出利用相位平滑伪距来提高GNSS定位精度的方法:给出数据预处理的方法和流程,分析处理后的观测值来解算动态伪距单点定位和动态精密单点定位结果,然后分析解算国内5个IGS站精密单点定位结果和双差网解结果。结果表明:单历元的伪距单点定位的精度比通常情况下的伪距单点定位要高出一个数量级,而单历元的精密单点定位结果要比通常定位软件数据预处理后的精度高0.5～1.5cm;利用精密单点定位解算IGS站获得的定位结果内符合精度均在2mm以内,外符合精度均在1～3cm,而双差网解获得的定位结果内符合精度均在1.5mm以内,外符合精度均在毫米级。

GPS载波相位平滑伪距精度分析与应用探讨

分析了载波相位平滑伪距在动态短基线解算、精密单点定位、动态长基线解算的精度,提出了载波相位平滑伪距在多种高精度定位中的应用。

GPS双频相位平滑伪距权重因子的探讨

介绍了GPS双频观测值以及利用载波相位平滑伪距观测值计算电离层延迟量的原理和方法。以载波相位观测值直接计算得到的电离层延迟量作为真值,比较了伪距观测值及相位平滑后的伪距所计算得到的电离层延迟改正数,结果表明平滑后的伪距精度明显提高,同时还分析了采用不同权重因子的平滑方法对伪距进行相位平滑的效果,分析显示直接采用Hatch滤波方法时平滑精度相对较优,且有计算简单的优点。

基于载波相位的GPS码伪距平滑算法设计

文中给出了全球定位系统接收机可获取观测量的误差估计，基于此讨论了平滑算法的性能。平滑算法的精度与接收机性能，权重因子和平滑递归的次数有关。给出了载波相位平滑伪码伪距的具有最快的噪声对消的递归算法结构，并且对其性能进行了评估。当递归次数大于１００，码伪距和载波相位的测量精度分别为５．６ｍ和５ｍｍ时，具有最优加权系数的平滑算法可提供优于３０ｃｍ的伪距测量精度。

双频GPS数据的最优相位平滑伪距算法研究

相位平滑伪距算法可以有效抑制多路径效应对伪距的不良影响,其计算效率高,对数据传输的要求低,因此在GPS数据处理领域受到了广泛的关注和研究.基于参数的最优估计理论,对Hatch滤波进行了改进,重点讨论了双频GPS数据的最优相位平滑伪距算法.由该算法平滑得到的观测量与原始观测数据包含的信息量相同,即最优相位平滑伪距算法与非组合算法等价.理论研究结果表明该方法能够更有效地削弱多路径的影响,从而得到精度更高的定位结果.

基于观测值加权相位平滑伪距的北斗伪距差分定位

在区域差分增强中,常利用相位平滑伪距来减小多路径效应及伪距观测噪声的影响,而现有的码相无发散平滑方法仅仅利用了单频伪距信息。为进一步降低多路径效应的影响,提高北斗伪距差分定位的精度,提出基于观测值加权的相位平滑伪距方案。利用实测的北斗数据对该方法进行验证,明显改善了定位精度。