一种改进的海底控制点非差定位函数模型

海底大地测量控制点的定位精度受复杂的海洋环境的影响,因此构建合适的、符合实际情况的函数模型显得尤为重要。本文首先提出了传统的海底控制点声学定位的函数模型,详细介绍了该定位模型的计算流程,并分析了其弊端。在传统的单程模型基础上,文中提出了改进的定位函数模型,双程模型。针对不同走航航迹的情况,利用最小二乘解算和抗差最小二乘解算对不同函数模型进行了定位解算。结果显示,改进的水下非差定位模型能有效改正由于声信号传播过程中测量船继续行进而产生的时延测距误差,提高了海底控制点的定位精度;抗差最小二乘解算可以有效克服粗差对定位精度带来的影响;在线性走航情况下,更能有效消除测距误差对水平分量的影响,水平分量的精度可达毫米级;高程分量精度稍显逊色,精度为厘米级。

Kalman滤波在GPS非差相位精密单点定位中的应用

阐述单台双频GPS非差相位精密单点定位的数学模型,在最小二乘估计基础上,导出卡尔曼滤波算法。提出采用迭代扩展卡尔曼滤波算法解决非差相位非线性方程在线性化过程中产生的线性误差问题,并将其应用于GPS数据实时处理,不仅很好地降低非线性方程线性化产生的误差,而且能够精确推算到用户的三维位置。

GPS非差相位精密单点定位技术探讨

探讨了精密单点定位的基本原理、处理方法、所涉及的误差改正及数据处理中的一些关键技术 ;采用直接内插IGS卫星精密星历的方法代替利用IGS跟踪站进行轨道精化方法计算卫星轨道参数 ,对现有精密单点定位计算方法进行了简化 ,使之更具有实用性。最后利用自主研发的精密非差单点定位软件计算和分析了实测数据。计算结果表明 ,经过大约 15min的初始化后 ,非差相位单历元的定位结果精确度在X、Y、Z方向上均优于 2 0cm。

面向Android智能终端的多模GNSS实时非差精密定位

Android操作系统中全球导航卫星系统(GNSS)原始数据的开放为大众高精度位置服务的应用带来了重要机遇。在对Android系统GNSS原始数据特性分析的基础上,利用智能终端GNSS原始数据实现了实时非差精密定位,研制了面向Android平台的实时精密单点定位(PPP)软件PPPAnd,并开展了实际环境下的定位测试。测试结果表明:基于Android终端GNSS原始数据的实时静态伪距单点定位精度(RMS)为1.16m(水平方向)和1.51m(垂直方向),较其自身位置速度和时间(PVT)解算结果分别提高了70%和76%;实时静态精密单点定位解算结果的精度(RMS)为0.62m(水平方向)和0.66m(垂直方向),较PVT结果分别提高了87%和82%,精度收敛至1m以内所需时间约8min,并且收敛后的精度可达亚米级;城市环境中车载实时动态精密单点定位的水平和垂直精度(RMS)分别约为1.32m和0.81m,较PVT结果分别提高了39%和65%。

单历元GPS非差相对定位模型的研究

相对于双差模型来说,GPS非差模型也有其自身的优势,但是非差模型存在秩亏和非差模糊度非整数特征等问题,提出几个参数重整的原则解决了上述问题,并详细地给出不同类观测值的参数重整方案,构建单历元非差相对定位函数模型,同时给出其简化的随机模型,最后通过处理零基线和短基线的实测数据验证本文定位模型的正确性。

GPS非差相位精密单点定位技术的发展

论述了非差相位精密单点定位的原理、方法,讨论了非差相位精密单点定位及其数据处理过程中的误差改正、数据预处理方法.展望了非差相位精密单点定位的应用:利用单台双频GPS接收机在全球范围内进行静态或动态作业,可直接得到高精度的ITRF框架坐标,对高精度动态导航定位及低轨卫星的定轨等具有重大意义.

一种利用非差单点定位的卫星定位基线解算新方法

在测站较多的卫星定位大网解算时,一般采用非差单点定位的数据处理模式,利用测站单点定位结果得到基线,其网解的精度取决于单点定位的精度。为了快速、准确地得到高精度的网解定位结果,提出了一种卫星定位单点定位数据处理中测站间基线的解算方法。首先,形成测站非差定位的法方程,对选定基线的各非差法方程进行变换。然后,再将各基线对应测站的法方程进行组合,得到站间坐标差和模糊度的法方程。利用分步搜索的最小二乘降相关分解法进行整周模糊度固定,进而解算测站间的基线。通过实验数据验证,该方法可在非差单点定位数据处理中进行测站间基线的快速准确解算。

BDS三频非差RTK单历元定位方法

针对BDS三频RTK单历元解算基本频点模糊度成功率不高的问题,提出一种基于BDS三频观测值组合的非差RTK流动站单历元定位方法:计算参考站伪距及载波相位观测值的非差误差改正数,并根据非差改正数进行流动站点单颗卫星观测值的误差改正;然后采用无几何模型和基于几何模型单历元的方法固定流动站2个超宽巷单差模糊度,并通过线性组合得到宽巷模糊度,对基本频点求解进行约束;最后通过采用LAMBDA方法固定基本频点B1单差模糊度来进行实时动态定位。实验结果表明,实测50m超短基线和7km短基线情况下,该方法能够分别以98.93%和98.97%的成功率固定基本频点模糊度,并获得厘米级的单历元定位精度。

非差非组合精密单点定位提取区域电离层延迟及精度评定

电离层延迟是GNSS定位中最难处理,也是很重要的的误差来源之一,目前常用线性组合的方式处理电离层延迟,这些方法都会引入多余噪声,在不同程度上影响了模糊度的整数特性,同时也造成了某些有用数据丢失。本文提出了一种基于非差非组合精密单点定位的方式提取区域参考站电离层延迟的方法,再将提取得到的区域电离层延迟内插至仿用户站,在仿用户站实施单频PPP,最后检验得到定位的精度。实验结果表明:仿用户站单频PPP的定位精度平面方向约为4—5 cm,在高程方向低于1 dm,与全球电离层格网模型和半和改正等模型相比,采用非差非组合的方法提取电离层延迟后的定位精度更高。

基于北斗数据的非差相对定位理论与方法研究

简要介绍了北斗导航定位系统,论述了非差相对定位的基本概念、原理及建立非差相对定位模型的基本原则,介绍了建立单历元非差相对定位模型的函数模型和随机模型的详细过程,利用LAMBDA方法实现基线单历元模糊度的固定。对单历元非差相对定位的基线解算精度进行了重点分析。

基于RTS滤波的GPS+BDS 非差非组合PPP/INS紧组合模型

GPS高精度定位技术在动态复杂环境中,其定位精度、可靠性和连续性因卫星信号频繁失锁而变差。为此,提出了采用基于RTS滤波(Rauch-Tung-Striebel Filter)的GPS+BDS非差非组合PPP(Precise Point Positioning)与INS(Inertial Navigation System)紧组合模型的策略来克服GPS在动态定位中的弱点。其中,采用GPS+BDS双系统观测数据,可提高PPP解算中的可用卫星数,改善星站间定位几何强度和提高PPP收敛速度;采用PPP/INS紧组合,利用INS的自主定位特性和短期高精度特性,可有效改善复杂环境下的定位精度和连续性;采用RTS滤波,可进一步提高PPP/INS紧组合性能。首先推导了GPS+BDS非差非组合函数模型、PPP/INS紧组合函数模型和RTS滤波函数模型,然后利用一组车载动态数据,对动态GPS PPP、GPS+BDS PPP、GPS/INS紧组合、GPS+BDS PPP/INS紧组合和基于RTS的GPS+BDS PPP/IMU紧组合的定位、测速和定姿性能进行分析。实验结果表明,该方案可有效提高定位(58%～72%)、测速(74%～82%)和定姿(4%～23%)精度,特别是对卫星失锁期间的定位性能改善尤为明显。

GPS-DCB对单点定位的影响

讨论了差分码偏差DCB在非差数据中的存在形式,以及在非差定位中的改正。采用实测数据,详细研究了DCB(C_1-P_1)和DCB(P_1-P_2)对非差定位和解算参数的影响。结果表明,DCB(P__1-P_2)对单频单点定位的影响比较显著,必须进行相应的改正;DCB(C_1-P_1)对非差解算参数的影响包括坐标和接收机钟差两个方面,对坐标的影响来自于DCB(C_1-P_1)的卫星硬件部分,对接收机钟差的影响来自于DCB(C_1-P_1)的接收机硬件部分。分析DCB(C__1-P_1)对模糊度参数的影响,结果表明,DCB(C_1-P_1)改正和不改正时,得到的模糊度参数不一致。当采用无电离层延迟C_1/P_2、L_1/L_2和P_1/P_2、L_1/L_2分别进行精密单点定位数据处理时,对应的模糊度参数也有差异,差异值等于卫星DCB(C_1-P_1)的倍数。

基于实时SSR数据的LEO卫星精密单点定位研究

对目前低轨卫星实时定位的方法进行了研究,现在通常采用GPS定位,使用广播星历和普通晶振,实时定位精度一般在10 m以内,不能满足高精度实时定位的需求。IGS组织在全球范围内对GPS跟踪分析,生成精密星历、精密钟差产品、按SSR格式的广播星历和钟差修正产品并在网上发布。对这些IGS产品进行了调查,提出在现有测控支持情况下,可以通过高密度上注SSR信息流实现在轨高精度定位。以某型号低轨微小卫星在轨导航增强载荷为应用背景,用IGS03产品中的1057和1058数据对双频GPS接收机的星历和钟差进行修正,采用递推最小二乘估计和LAMDA模糊度固定过对载波相位和伪距信息进行处理,在短时间内获得亚米级定位结果。

GPS精密单点定位收敛性分析及改善措施

目前卫星定位技术中常用的高精度定位方法主要是相对定位和非差相位精密单点定位。非差相位精密单点定位无法像相对定位那样使用差分方式来消除定位中的某些误差,因而如何对影响定位的各个误差源进行准确地建模修正是提高非差相位精密单点定位精度和收敛速度的关键。本文从非差相位精密单点定位的3个关键环节入手,对影响定位收敛速度的因素进行简要分析,讨论了改善措施,并结合实际数据进行了相关验证。

车载伪距单点定位的卡尔曼滤波算法研究

为推动北斗卫星导航定位系统的融合发展理念,进一步提高车载伪距单点定位的精度,提出了一种基于Kalman滤波理论的车载双系统伪距单点定位算法,并通过静态试验和动态实验采集的实测数据进行了车载伪距单点定位精度分析,对算法的可靠性与实用性进行验证。其中,静态试验分别分析了GPS系统、北斗系统、北斗/GPS融合系统下的定位精度和可靠性,动态试验分析了BDS/GPS融合系统下的定位精度与可靠性。两种实验的结果表明:该算法在一定程度上提高了车载伪距单点定位的性能。并且,静态单点定位N方向精度提高22.8%、26.4%、19.8%(从左到右分别为GPS、BDS、BDS/GPS),E方向精度提高18.6%、23.3%、22.9%,U方向精度提高10.1%、7.5%、9.9%;动态单点定位在N方向精度提高13.4%,E方向精度提高13.2%,U方向精度提高4.6%。可见,通过kalman滤波可进一步提高车辆定位的精度与可靠性,满足道路上车辆的定位需求。

GPS非差非组合精密单点定位算法研究

首先介绍了非差非组合精密单点定位(precise point positioning,PPP)算法,分析了它与传统PPP的差异;处理了300个IGS跟踪站连续7d的数据,分析了接收机伪距硬件延迟偏差(difference code bias,DCB)和先验电离层精度对非差非组合PPP收敛速度的影响。统计结果表明,对于非差非组合PPP,利用IGS提供的全球电离层延迟模型GIM,静态定位精度N/E方向均收敛到10cm以内,估计接收机DCB的PPP平均收敛速度为13.12min,比不估计接收机DCB的PPP快5.36min,与传统的LC PPP相当。在获得高精度电离层先验数据的条件下,估计接收机DCB的非差非组合PPP平面精度收敛10cm的速度约为8.67min,比传统PPP收敛速度平均快约3.26min。

中低纬地区混合LEO星座增强GNSS UPPP收敛性能评估

针对全球卫星导航系统(GNSS)精密单点定位(PPP)收敛时间过长的问题,提出了利用低轨卫星(LEO)几何结构变化快的优势,增强GNSS非差非组合PPP(UPPP)的收敛性能。选取中低纬度地区28个能接收GPS、GALILEO和BDS3信号的测站观测数据,比较了极轨和混合LEO星座的增强效果。结果表明:混合LEO星座增强GPS、GALILEO和BDS组合系统时,各测站收敛时间减少60%~80%,70%的测站收敛速度优于极轨星座。当混合LEO星座增强单BDS时,CL和GCL组合系统的收敛时间相当,ENU方向定位误差变化基本一致。收敛时间从10~20 min下降至3 min以内,原因是混合LEO增强BDS定位时,大大改善了卫星的空间结构。

非差精密单点定位收敛判定方法研究

针对非差实时精密单点定位应用中,如何判定定位精度是否达到用户应用需求的问题,该文提出了一种基于位置、对流层湿分量、模糊度参数时间序列,综合分析非差精密单点定位是否收敛的新方法。该方法给出了收敛精度判定参数P值的定义与经验阈值,通过计算获取P值,判定定位结果是否收敛。通过实测数据分析对该文方法进行实验验证,结果表明:P值首次达到0.5以上时,三维定位收敛精度优于15 cm的判定成功率达到55%,优于25 cm的判定成功率达到75%以上;P值首次达到0.9以上时,三维定位收敛精度优于15 cm的判定成功率达到75%以上,优于25 cm的判定成功率达到92%。

GPS非差数据处理中的粗差处理方法及其应用

探讨了数据探测和稳健估计两大类粗差处理方法,处理了实际GPS观测数据,实现了在非差单点定位数据处理中对单个粗差的有效探测和处理。