GNSS非差非组合精密单点定位应用研究

探讨标准精密单点定位(SPPP)和非差非组合定位(GIMPPP)在单系统和多系统组合时的定位精度和收敛时间。在算法研究的基础上,采用中国香港HKWS站的观测数据,对比分析两种算法的数据解算精度。结果表明,利用SPPP算法,GPS和GLONASS的单点定位水平精度为1~2 cm,BDS的水平精度为3 cm;多系统数据组合能够改善定位精度(<1 cm),减少收敛时间。在GIMPPP算法下,GPS和BDS的定位精度优于SPPP,定位收敛时间最大可缩短38%,而GLONASS的定位精度和收敛时间并未改善;多系统数据组合的定位精度和收敛时间均优于单系统的结果。

不同地磁暴强度下非差非组合PPP定位性能分析

针对地磁暴会影响全球卫星导航系统卫星姿态、刺激电离层发生扰动,导致卫星信号丢失和产生大量周跳,降低定位精度与可靠性的问题,从非差非组合精密单点定位用户的需求出发,以全球均匀分布的110个国际GNSS服务测站为研究对象,评估了不同地磁暴强度下非差非组合精密单点定位性能。研究表明:不同强度等级的地磁暴对非差非组合定位均存在一定的影响,该影响在高纬度地区和低纬度地区尤为明显。相较于无地磁暴,发生大和特大等级的地磁暴时,定位结果的三维均方根RMS均值分别增加了151.8%和451.8%。当发生特大等级的地磁暴时,垂直总电子含量较大的区域,定位结果的可靠性严重下降,部分测站的三维RMS值可能会超过3 m。在地磁暴对N、E、U方向的定位影响研究中发现,其对北方向的精度影响最大。相较于没有发生地磁暴,发生大和特大等级地磁暴时北方向的三维RMS均值分别增加了168.0%和542.5%。

BDS/Galileo/GPS三频精密单点定位模型比较与分析

为了进一步研究多系统三频精密单点定位(PPP)的性能,提出对其不同数学模型的定位性能进行评估比较:分析全球卫星导航系统(GNSS)原始观测方程中码硬件延迟的特性;然后合理参数化三频PPP中的多频码硬件延迟;最后给出北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)和伽利略卫星导航系统(Galileo)三系统组合的二种可估三频PPP函数模型和随机模型。实验结果表明:三频PPP相比于双频PPP,可以有效地改善定位精度及初始收敛时间,并提高定位结果的可靠性;三系统组合三频PPP静态定位在E、N和U方向的精度分别优于0.8、0.5和1.1 cm,动态定位分别优于1.4、1.0和2.9 cm;三系统组合三频PPP静态定位收敛时间优于21.7 min,动态定位收敛时间优于24.0 min。

两种伪距IFB模型在多系统融合精密单点定位中的性能分析

选取全球52个MGEX测站连续7 d的数据对两种伪距频间偏差(IFB)模型在多系统融合精密单点定位中的性能进行统计分析,第一种IFB模型是对每个GLONASS卫星估计一个IFB参数,第二种模型则是采用频率号的一次线性函数估计IFB参数。结果表明,静态条件下两种伪距IFB模型在E、N、U三个方向上定位精度相当;动态条件下两种模型在E、U方向上精度相当,第二种模型比第一种模型在N方向上定位精度提高21%。相同条件下两种伪距IFB模型的收敛速度相差较小且均能达到指定精度,而第一种伪距IFB模型需要估计更多参数。因此综合考虑定位精度和收敛时间,在进行多系统融合精密单点定位时建议采用第二种模型进行伪距IFB估计。

一种基于卫星穿刺点位置的区域电离层增强方法

提出了一种基于卫星穿刺点位置的区域电离层增强方法,采用非差非组合精密单点定位模型提取得到测站上空各个卫星斜向的电离层延迟值,结合IGS发布的DCB文件,考虑电离层延迟薄层假设理论,利用穿刺点空间三维坐标进行区域内插。试验结果表明,本方法能利用较为稀疏的参考站点进行区域建模,能为流动站提供与实际值偏差0.1 m以内的电离层延迟先验值;同时,流动站利用电离层增强信息,在保证定位结果精度的同时,相较于非差非组合模型,N、E、U 3个方向收敛到10 cm以内的时间均在30 min内,提升50%以上。