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。

硬件延迟偏差对卫星钟差解算的影响

接收机接收到的不同类型观测量的硬件延迟存在偏差,给出了利用消电离层组合进行卫星钟差解算时硬件延迟偏差改正的方法,并采集实验数据分析了硬件延迟偏差对卫星钟差解算的影响。实验结果表明:硬件延迟偏差会引起卫星钟差解算结果的系统性偏差,这一系统性偏差与卫星有关,不同卫星的系统性偏差不同,这一偏差可以达到2ns,应该加以改正。

GPS系统硬件延迟估计方法及其在TEC计算中的应用

给出了用于估计GPS系统硬件延迟的卡尔曼滤波的状态方程和观测方程 ,在卫星和接收机相对硬件延迟计算方法的基础上 ,进一步给出了滤波器初值的计算方法 ,然后给出了GPS系统硬件延迟和卫星相对于平均值的硬件延迟的计算结果 ,并对GPS系统硬件延迟及卫星和接收机硬件延迟的稳定性进行了评价 ,结果表明 ,在两个半月的时间里 ,它们是非常稳定的 ,最后通过TEC的计算结果及其与滤波估计的比较证明了本文方法的正确性 .

地基GPS区域电离层多项式模型与硬件延迟统一解算分析

探讨了利用区域地基GPS双频精码数据建立单层电离层多项式模型中,多项式系数、组合硬件延迟统一平差的数据处理方法。数据分析表明,GPS卫星短弧段的天空视图对电离层多项式建模的影响较大,由此估计的组合硬件延迟解不稳定,电离层模型也存在系统误差,边际效应明显;分段常数的全天电离层延迟多项式建模的数据处理方法可以有效地削弱短时弧段建模的影响,获取一致性、稳定性更好的组合硬件延迟。

基于单站GPS数据的GPS系统硬件延迟估算方法及结果比较

从GPS数据中解算电离层总电子含量(TEC)的最大误差源是硬件延迟。作者介绍了两种解算电离层TEC和硬件延迟的方法。利用单站的GPS双频数据,计算了2004年电离层TEC和硬件延迟,对两种方法得到的硬件延迟进行了比较,并且和欧洲定轨中心的公布结果进行了对比,同时分析了不同纬度台站数据解算硬件延迟的误差特点。结果表明:这两种方法均可以解算TEC和硬件延迟,结果是可靠的。解算的硬件延迟的标准偏差与观测站的纬度有关,在中国区域,纬度越低,估算的硬件延迟偏差越大,对这一情况进行了分析。

基于单站多系统的GNSS硬件延迟估算方法及其应用

随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)的不断发展,中国地区单个GNSS接收站在一个时刻可以接收到超过30颗GNSS卫星的信号,这为单站GNSS硬件延迟估算方法的研究提供了有利条件.本文首先通过GNSS硬件实验,分析了不同温度条件下GNSS系统硬件延迟的变化特征,研究结果显示:当温度快速变化时,硬件延迟变化比较剧烈,变化幅度可达12.53TECU(1TECU=10 16el·m-2);在恒温条件或室温条件下,硬件延迟变化比较缓慢,变化幅度在1.00TECU左右.在GNSS系统硬件延迟实验的基础上,充分利用单站多星观测的特点,提出了一种基于单站多系统的GNSS硬件延迟的估算方法——单站三角分解与差分消元法,并将该方法应用于河北保定站2015—2017年GNSS系统硬件延迟的求解中.通过对估算的GNSS系统硬件延迟进行分析显示:单站三角分解与差分消元法具有计算速度快、独立性好的特点;在北斗系统上硬件延迟的求解效果优于GPS、GLONASS系统,硬件延迟求解的结果整体上比利用欧洲定轨中心全球电离层地图校正的结果大2.50~3.00TECU左右;同时,该方法在消除GNSS系统硬件延迟后,获得的垂直总电子含量(Total Electron Content,TEC)能较好地反映电离层TEC的周日变化、日出增强、半年变化、年变化和春秋分不对称性等特征.

一种精确估计区域北斗接收机硬件延迟的方法

提出了一种精确估计区域北斗接收机硬件延迟(DCB)的方法。该方法不需要传统复杂的电离层模型,在已知一个参考站接收机硬件延迟的条件下,利用正常情况下电离层延迟量和卫星-接收机几何距离强相关这一特点,采用站间单差法来精确估计区域内BDS接收机的硬件延迟。试验结果表明,该方法单站估计的单站北斗接收机连续30d的硬件延迟RMS在0.3ns左右。通过GEO卫星双频观测值扣除已知卫星DCB和本文方法估计的接收机DCB,计算对应穿刺点一天的VTEC并和GIM格网内插结果并进行比对分析,二者大小和变化趋势均符合较好,进一步验证了本文提出的方法具有可靠性。

高精度GPS系统硬件延迟解算方法研究

硬件延迟是利用GPS进行TEC测量时最大的误差源,其最大影响可达100多TECU。为获得更准确的TEC数值,GPS系统硬件延迟的计算精度显得尤为重要。利用2001年4月15日太阳耀斑爆发时的GPS观测数据,首先利用传统方法对硬件延迟进行了计算和分析,并提出了一种硬件延迟解算的新观点,实验数据表明该方法具有较好的效果,其精度高于夜间数据的计算结果,同时克服了夜间数据难以获取的缺点。

GPS系统硬件延迟修正方法的探讨

介绍GPS系统硬件延迟偏差及对TEC的影响 ,给出一种计算GPS系统硬件延迟偏差的方法 ,并结合实例 。

基于单站的硬件延迟求解方法

利用2004年11月磁暴及磁平静期间不同纬度上的IGS站(包括并置站)的GPS双频数据,分别采用最小二乘法和所有视线上TEC标准差最小法解算接收机硬件延迟,计算结果表明,两种方法得到的结果与IGS公布的结果基本一致,说明这两种方法都可以有效地解算单站GPS的接收机硬件延迟。同时,接收机硬件延迟在磁暴期间没有发生剧烈波动,并置站的硬件延迟变化也没有明显相关性,说明接收机本身的性能对硬件延迟的影响远大于电离层状态信息的影响。

基于双频GPS观测的电离层TEC与硬件延迟反演方法

利用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的双频观测数据反演得到电离层的总电子含量(Total Electron Content,TEC),使得广域甚至全球范围高时空分辨率的电离层观测研究成为可能,但由于GPS卫星和接收机对信号的硬件延迟可导致TEC测量系统偏差,因此,需要探索反演TEC并估测GPS卫星与接收机硬件延迟的有效算法.本文根据电离层电波传播理论,阐述了基于双频GPS观测提取电离层TEC的方法,给出TEC与硬件延迟的基本关系.综合研究了TEC与硬件延迟的反演方法,进行分析与归纳分类,在此基础上提出了有待深入研究的问题.

GPS硬件延迟计算精度及其稳定性分析

硬件延迟是利用GPS进行TEC测量时最大的误差源,其影响可达30多TECU。为获得更准确的绝对TEC数值,必须利用一定的电离层模型计算得出GPS系统硬件延迟。本文为估算利用一个时段内的观测数据计算得出的硬件延迟对后续时段TEC测量的影响,利用IGS网络中60多个数据质量良好的GPS跟踪站数据,对硬件延迟的精度和稳定性进行了研究。结果表明:GPS系统硬件延迟在短期内具有较好的精度和稳定性,但是当发生电离层扰动现象时GPS系统硬件延迟的精度和稳定性会遭到破坏。同时根据GPS系统硬件延迟稳定性的研究成果,本文还提出了一种对太阳耀斑进行预报的观点。

基于单站相位数据的接收机硬件延迟估算方法

利用2013-01地磁扰日及静日期间全球不同纬度的18个IGS站的GPS双频数据,联合伪距与相位观测数据,探讨估算单站接收机硬件延迟的有效方法,估算的结果与IGS公布的结果差值基本在1.5ns以内,月平均值基本在1.0ns以内。

采样间隔和VTEC模型对GPS硬件延迟估计的影响分析

通过实测数据分析了采样间隔和VTEC拟合模型对解算卫星和接收机硬件延迟的影响。计算结果表明,对于连续运行的GPS观测站,采用3小时采样间隔和立方模型,可以正确解算出硬件延迟和有效减小计算量。

单站GPS接收机硬件延迟估计新算法

硬件延迟的确定与所采用的电离层误差修正方法密切相关,其方法的准确度直接影响到硬件延迟的估算精度。本文综合利用广播星历所提供的Klobuchar模型系数以及双频载波与码观测量修正电离层误差,修正过程中绕开了整周模糊度的计算,给出了一种实时计算GPS接收机硬件延迟的算法,提高了实时电离层修正的精度,通过实例反算卫星硬件的延迟与广播星历中的TGD一致,验证了算法的有效性。

磁暴对GPS硬件延迟影响的研究

根据不同纬度的 4个 GPS台站的数据 ,采用 6系数二次曲面模型对磁暴期间 GPS系统的硬件延迟的波动进行了研究 ,结果表明 :在纬度较低的地区 ,由于电离层中的电子浓度较大并且存在较大的经向梯度变化 ,磁暴期间计算出的硬件延迟存在着较大的波动 .因此 ,对 GPS系统硬件延迟的估算应尽量选择中高纬地区台站的数据并且避免使用磁暴发生期间的数据 .

削弱GPS卫星和接收机硬件延迟对TEC反演精度影响方法的研究

利用地基GPS观测技术可反演区域甚至全球范围电离层的总电子含量(TEC),但其中GPS卫星和接收机硬件延迟是影响反演TEC精度的最重要的一个系统偏差。为消减此系统偏差,利用双频载波平滑伪距和球谐函数建立电离层延迟改正模型,进行TEC反演并与IGS公布的TEC对比,以验证反演的有效性。此外,分析2013年6月的太阳和地磁活动与反演的TEC,结果表明,太阳和地磁活动指数变化与反演的TEC变化趋势一致。

不同太阳活动条件下电离层形态对估算GPS系统硬件延迟的影响

利用两个中纬度台站GPS观测数据提取的GPS卫星硬件延迟,分析了不同太阳活动情况下估算的硬件延迟稳定性和统计特征,结合同期电离层观测数据,研究了电离层状态对硬件延迟估算结果的影响.研究结果表明,基于太阳活动高年(2001年)GPS观测数据估算的硬件延迟稳定性要低于太阳活动低年GPS观测数据的估算结果,利用2001年GPS数据估算的卫星硬件延迟标准偏差(RMS)年平均值约为1 TECU,而2009年GPS数据估算的卫星硬件延迟年标准偏差平均值约为0.8 TECU.通过对2001年和2009年北京地区电离层F_2层最大电子密度(N_mF_2)变化性分析,结合GPS硬件延迟估算方法对电离层时空变化条件的要求,认为硬件延迟稳定性与太阳活动强度的联系是由不同太阳活动条件下电离层变化的强度差异引起的.

基于区域电离层建模的硬件延迟参数估计

介绍计算硬件延迟的方法,采用电离层VTEC模型进行系统组合硬件延迟的参数估计;比较单站和多站建模的差异,并且对解算结果的准确性与稳定性与IGS公布的结果进行比较。计算结果与IGS的计算结果一致,表明修正硬件延迟后的电子浓度含量能较好地反映磁暴现象。

电离层周日变化对解算GPS硬件延迟稳定性的影响

针对电离层周日变化特征分析了其可能对SCORE方法估算的硬件延迟稳定性的影响.利用BJFS以及XIAM台站的GPS观测数据,解算了位于太阳活动高年(2001年)和太阳活动低年(2009年)的卫星硬件延迟并分析了估算的硬件延迟的稳定性.研究发现,电离层周日变化对估算的硬件延迟稳定性具有一定影响,但是利用不同台站所得到的卫星硬件延迟稳定性在昼夜不同时间上的解算结果存在一定差异.电离层周日变化对利用BJFS台站数据解算的硬件延迟稳定性日夜差异较为明显,在太阳活动高年利用ⅪAM台站数据解算的硬件延迟日夜稳定性差异不很明显,由于XIAM台站处于电离层赤道异常峰附近,夜间电离层变化很大,因此对比中纬度地区,电离层周日变化对赤道异常峰附近地区硬件延迟稳定性解算结果的影响相对较小,但在太阳活动低年,其影响仍较为显著.