Galileo高精度定位服务的空间信号误差及精密单点定位评估

Galileo高精度定位服务(high accuracy service,HAS)利用E6B信号向全球用户播发免费精密卫星轨道、钟差和码偏差改正信息,在卫星高精度实时应用领域有重要意义.评估其空间信号误差及精密单点定位(precise point positioning,PPP)性能是用好HAS的重要前提.基于2023年12月1日至31日的HAS轨道钟差产品进行评估测试,Galileo卫星轨道产品在径向(R)、切向(A)和法向(C)的均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为3.24 cm、7.40 cm和6.85 cm,GPS分别为4.52 cm、8.19 cm和6.71 cm;Galileo钟差产品的标准差(standard deviation,STD)为0.16 ns,GPS为0.26 ns.基于欧洲10个测站PPP的实验结果表明:Galileo在E、N、U方向的定位精度分别为6.44 cm、4.65 cm和11.36 cm,GPS分别为7.42 cm、5.78 cm和12.04 cm,联合定位分别为4.11 cm、3.10 cm和7.56 cm,HAS可以满足高精度定位需求.

不同采样周期下BDS GNSS精密单点定位验潮精度分析

利用海上移动平台搭载GNSS接收机采集观测数据,开展全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)精密单点定位(precise point positioning,PPP)采样周期对验潮精度影响的研究。以30 s、60 s、90 s和120 s为周期抽取成四个数据集,用Trip软件进行动态处理,获取每个测量历元坐标,比较各采样周期下两台接收机潮位测量结果,以标准差作为精度评价指标。研究结果表明,采样周期越短,PPP验潮精度越高,当采样周期缩短至60 s后,变化不再明显;采样周期从120 s逐级递减至90 s、60 s和30 s,精度分别提升63.0%、60.4%和10.0%。另外,对比了BDS GPS GLONASS三系统组合和GPS GLONASS双系统组合GNSS PPP在验潮精度上的差异,结果显示,在30 s、60 s、90 s、120 s采样周期下,三系统较双系统PPP在验潮精度上分别提升了88.9%、90.4%、78.7%和44.7%。

LEO多星座增强BDS精密单点定位性能评估

针对不同构型的低轨星座(LEO)增强北斗卫星导航系统BDS的精密单点定位PPP性能开展研究。通过IGS高、中、低纬度6测站实测数据、精密轨道及钟差产品,生成BDS、“鸿雁”HY、“微厘空间”CS精密星历、卫星钟差、观测量等实验仿真数据,构建了LEO增强BDS PPP数学模型,实现了BDS、BDS+HY、BDS+CS、BDS+HY+CS不同组合PPP。实验结果表明,在10、60 min静态PPP定位精度以及平均可视卫星数、PDOP值等方面均有不同程度的提升,HY对高纬度KIRU站改善效果显著,收敛时间减至2 min以内,CS对低纬度FAA1站测站收敛时间的提升最大,从46 min 50 s缩短至2 min,HY+CS增强BDS的效果最好,10 min定位精度均能达到毫米级,除FAA1站外其他测站均收敛在1 min以内。

BDS/GPS精密单点定位收敛时间与定位精度的比较

采用武汉大学卫星导航定位技术研究中心发布的北斗精密卫星轨道和钟差,在TriP 2.0软件的基础上实现了BDS PPP定位算法,并利用大量实测数据进行了BDS/GPS静态PPP和动态PPP浮点解试验。结果表明,BDS静态PPP的收敛时间约为80min,动态PPP的收敛时间为100min;对于3h的观测数据,静态PPP收敛后定位精度优于5cm,动态PPP收敛后水平方向优于8cm,高程方向约12cm;与GPS PPP类似,东分量上定位精度较北分量稍差。当前由于BDS的全球跟踪站有限,精密轨道和钟差精度不如GPS,因此BDS PPP的收敛时间较GPS长,但收敛后可实现厘米至分米级的绝对定位。

GPS单频精密单点定位软件实现与精度分析

建立了半和改正单频精密单点定位的数学模型，利用单频载波相位与C／A码伪距观测值，综合考虑各种误差改正模型，开发了单频精密单点定位解算模块TriP—SF，利用不同运动状态的实测数据进行了静态、静态模拟动态、车载动态及机载动态定位试验。试算结果表明，单天静态平面与高程定位精度均达到cm级，略低于当前双频精密单点定位的精度；动态定位平面位置精度为0．2～0．3m，高程方向为0．5m，能够满足dm级的定位要求。另外，动态定位精度与载体机动性的强弱有一定的相关性。

GPS精密单点定位精度测试与分析

GPS精密单点定位技术是目前GPS研究领域的热点之一。文中先简要介绍了精密单点定位的数学模型、数据处理总体思路以及不同IGS产品对解算结果的影响;然后从静态和地面车辆动态两种模式分别介绍了精密单点定位精度测试过程与数据分析结果。实验测试结果表明:精密单点定位可以达到厘米级的定位精度(WGS 84坐标),收敛速度一般为30 min之内。

Galileo/GPS精密单点定位收敛时间与定位精度的比较与分析

研究了Galileo PPP参数估计及其误差处理方法,并采用MGEX 1924和1925周的数据进行了试验分析。结果表明,Galileo系统的平均可见卫星数不到GPS的一半。卫星数为4颗左右时,定位收敛通常需要180个历元,而达到6颗时仅需要66个历元。可见卫星数的增加显著提升了Galileo的收敛速度,随着卫星数的进一步增多将会达到与GPS收敛速度相当的水平。Galileo的3 h静态PPP收敛后的定位偏差约是GPS PPP的2.5倍,达到4.75 cm。随观测时间的增加定位精度提升显著,其6、12、24 h的定位精度分别能达到2.38、1.51和1.26 cm;其中12和24 h的定位精度比GPS略低约0.40 cm,但二者水平方向的精度优于1 cm,高程方向的偏差比1 cm稍大。

静态精密单点定位的精度和收敛性分析

精密单点定位(PPP)是当前GPS界研究的热点之一。为讨论其精度及收敛性,应用TriP软件处理分析5 min、30 min、2 h、24 h不同时段长度的单站GPS观测值。结果表明,随着观测时间的增加,定位精度不断提高,30 min内即可稳定在厘米级,最终实现毫米级精密定位。与此同时定位结果不断收敛,且收敛速度由快变慢,前15 min收敛较快,此后随观测时间的增加收敛速度逐步变慢且逐渐趋于缓和。

卫星轨道与钟差对精密单点定位精度的影响

为分析不同卫星轨道与钟差产品对精密单点定位精度的影响,选取不同的卫星轨道与钟差产品组合,分别进行不同时长的静态精密单点定位试验。结果表明,快速轨道和钟差与最终轨道和钟差的定位精度是一致的,1 h定位精度在2 cm左右,6 h定位精度提高3倍以上,达到毫米级,定位精度随观测时间的增长而提高;超快轨道实测部分与最终轨道的定位精度十分接近,1 h定位精度在3 cm左右,6 h定位精度可达到毫米级;超快轨道外推部分与最终轨道的定位精度差异明显,1 h定位精度在3 cm左右,2 h后定位精度均在1 cm左右。

精密单点定位在线GNSS数据处理精度比较分析

利用自动精密定位服务(APPS)、GPS分析定位服务(GAPS)、加拿大空间参考系统(CSRS)以及magicGNSS四个在线精密单点定位(PPP)网络数据处理软件,分别采用静态、静态模拟动态方式处理了若干国际GPS服务(IGS)跟踪站的观测数据,比较分析了四个在线PPP定位服务的数据处理能力及其精度。结果表明:不同的PPP在线定位服务的定位精度及其稳健性有所差异,但基本上都能够满足静态mm^cm级,动态1~2 dm的定位精度。

GPS双频精密单点定位软件及其精度分析

简要介绍了GPS双频精密单点定位数学模型及自主研制的精密单点定位软件。采用不同运动状态的实测数据进行静态、静态模拟动态和机载动态解算实验并从外符合的角度进行精度评估。实验结果表明:单天静态解精度达到cm级;动态解算精度达到cm-dm级。

基于北斗3号PPP-B2b信号的精密单点定位精度分析

选取IGMAS中国区域的5个测站2020年年积日(doy)112~116期间的观测数据,分析北斗3号PPP-B2b信号静态、动态精密单点定位(PPP)精度。结果表明,B2b轨道产品R、A、S方向精度分别优于0.07 m、0.33 m、0.24 m,钟差STD优于0.08 ns;在中国区域内,利用北斗3号PPP-B2b信号,静态PPP定位N、E、U方向精度RMS分别达到0.8 cm、1.5 cm、1.6 cm,动态PPP定位精度RMS分别达到3.6 cm、6.0 cm、12.2 cm,可满足导航与位置服务、大地测量等应用服务需求。

三种在线GPS精密单点定位软件的精度比较

利用APPS-PPP、CSRS-PPP和GAPS-PPP三种在线GPS精密单点定位(PPP)软件处理了不同纬度地区以及太阳耀斑爆发生期间的IGS跟踪站数据。通过对处理结果的精度分析可知:三种处理软件单天解在E、N、U三个方向上的精度均优于3.5cm,且三个坐标分量上的互差不超过1.5cm;在太阳耀斑发生期间的定位精度没有明显降低。

GPS静态精密单点定位精度实验分析

通过实验分析了静态GPS精密单点定位精度,提出了应用精密单点定位技术进行生产作业时应该注意的几点问题。

实时精密单点定位精度与收敛性分析

介绍了目前国际全球定位系统服务(IGS)组织提供的实时精密轨道和精密钟差改正系数(ROCC)的基本参数以及能够进行实时精密单点定位软件(BNC)(即BKG NtripClient,由BKG开发的一款用于实时同步接收、解码及转换的GNSS数据流管理软件)。选取了25个全球IGS跟踪站,并基于BNC软件分析了IGS提供的15种ROCC产品对测站实时精密单点定位精度与收敛性的影响。实验结果表明:采用BNC软件,15种ROCC产品均能在平均15min的时间收敛,并且在N、E方向达到6～8cm,U方向10～20cm的定位精度;且不同ROCC产品其收敛时间和定位精度都存在一定的差异。

卫星差分码偏差对北斗三号双频精密单点定位的影响

为探讨北斗三号系统不同频点组合卫星差分码偏差(differential code bias,DCB)对精密单点定位(precise point positioning,PPP)的影响,推导北斗三号系统不同频点无电离层组合卫星端DCB改正模型,并基于MGEX跟踪站连续7天4站的观测数据按7种不同双频组合进行DCB改正实验。结果表明,DCB改正对PPP精度在最初的历元有明显提升,有助于滤波的收敛及提高单天解的均方根,但对于最终定位精度无明显提升。B2a/B3I及B2b/B3I组合定位精度及收敛速度明显低于其他组合,DCB改正后有所提升。其他5种组合改正后定位精度及收敛时间相当:静态PPP单天解均方根在E、N和U方向约为5.50 cm、2.50 cm和6.25 cm,较未改正前提升20%~65%;平均收敛时间为38 min,提升约6%;动态PPP平均收敛听语音聊科研与作者互动时间为59 min,提升约20%;最终定位精度水平方向优于5 cm,高程方向优于7 cm。

开源精密单点定位软件gLAB定位精度分析

使用gLAB精密单点定位软件对2012年11月30日POL2测站的实测数据进行了静态和静态模拟动态处理,并将实验结果与IGS提供的精密坐标以及在线PPP计算结果进行了比较分析。通过分析可知,gLAB静态解算结果的精度可以达到cm至mm级水平(95%),动态解算结果的精度可以达到dm至cm级水平(95%)。

对流层投影函数对精密单点定位精度的影响分析

对流层延迟误差是GPS定位中的一项重要的误差源,随着精密单点定位(PPP)技术的不断发展,该误差影响并制约着GPS精密单点定位精度的进一步提高。基于GPS观测值,比较分析了各种对流层投影函数模型对GPS精密单点定位精度的影响,得出了有益的结论。

采用双卫星导航系统的精密单点定位精度研究

使用自主开发的软件解算天津连续运行参考站三系统观测数据,比较分析了全球定位系统、北斗系统及其组合三种方式的静态精密单点定位结果。试验结果表明:单全球定位系统,单北斗系统及其组合的平面定位精度在毫米级至厘米级,高程定位精度在厘米级;双卫星导航组合定位与单全球定位系统相比,平面定位精度相近,高程方向定位精度提升了27.90%,但由于北斗系统的加入,导致标准差增大;单北斗系统因为U方向收敛速度过慢导致收敛时间远大于单全球定位系统收敛时间,双卫星导航组合定位收敛时间较单全球定位系统缩短19.38%;双卫星导航组合精密单点定位因为可用卫星数目多,卫星空间几何结构稳定,能较好的应对诸如遮挡严重等突发状况。

电离层延迟高阶项对GPS精密单点定位精度影响分析

随着GPS卫星轨道、钟差及各种误差修正模型的不断精化,静态精密单点定位(PPP)定位精度达到mm级,进行电离层延迟高阶项较小量级的误差改正研究,对改进PPP数据处理策略具有重要的参考价值。本文利用分布在不同地理纬度的5个IGS跟踪站3天的观测数据,对比分析了电离层延迟二阶项、三阶项对GPS观测值精度及静态PPP定位精度的影响。分析结果表明,电离层延迟二阶项、三阶项对GPS观测值精度的影响分别为cm级和mm级,对低纬度地区PPP定位精度的影响大于3mm,但对中高纬度的测站观测值、定位精度的影响比低纬度地区小很多。