BDS-3卫星钟差改正数短期预报方法研究

针对RTS实时数据流产品在网络传输中存在的延迟以及数据中断等问题,文中结合BDS-3卫星钟差改正数的特点,分析实时数据流中BDS-3卫星钟差改正数的完整率和精度,提出一种基于一次差分和滑动时间窗口的残差修正钟差改正数短期预报模型。利用文中模型与一次多项式模型、基于一次差分的一次多项式模型和灰色模型进行BDS-3卫星钟差改正数预报精度的对比实验,结果表明,文中模型的预报精度最高,5 min、10 min、15 min和20 min的平均预报精度分别达到0.12 ns、0.14 ns、0.19 ns和0.20 ns,有效降低误差累积效应对预报精度的影响,对于RT-PPP的研究和应用具有重要的意义。

极地BDS⁃3数据质量与多频定位性能分析

为分析BDS⁃3在极区的数据质量与定位性能,本文基于MGEX南北两极附近4个测站连续7 d的观测数据进行数据质量评估,并分析不同双频/三频组合精密单点定位(PPP)定位性能。结果表明,BDS⁃3在两极平均可见星数约为10颗,位置精度因子(PDOP)为1.7,南、北两极数据完整率分别约为96.2%、90.1%,信噪比两极相差不大,均为45 dB⁃Hz,MP RMS为27~35 cm;BDS⁃3双频/三频PPP在极区能达到收敛后1~3 cm的定位精度,其中三频较双频定位精度有一定提升;三频无电离层两两组合(IF1213)U方向提升最大,约为21.8%,三频非差非组合(UC123)平均提升约8.3%;IF/IF1213组合收敛时间分别为15.4、18.3 min,优于UC/UC123的28.0、28.2 min。

智能手机BDS-3/GPS数据质量及SPP性能分析

使用可观测到BDS-3 B1I/B1C/B2a频率和GPS L1/L5频率的智能手机Xiaomi 11(青春版)作为研究对象,分别进行静态实验和不同场地的动态实验,分析手机输出的三频BDS和双频GPS原始观测数据质量及单频SPP性能。实验结果表明,智能手机的GNSS天线成本低致使其信号质量不佳,其中GPS L1频率和BDS B1C频率抗干扰性较强:BDS B1C频率定位结果在静态和动态实验中均较为稳定;GPS L1频率定位结果在动态实验中优于GPS L5频率,在静态实验中略差于GPS L5频率。

BDS-3钟差改正数实时预报方法

在远海精密动态定位研究中,BDS-3卫星钟差改正信息的质量对定位结果具有直接影响。在传输实时改正信息时,为了同时兼顾效率及成本,岸基用户端通常会将实时信息压缩后传输至远海用户端。针对数据压缩问题,本文提出了利用钟差改正数预报模型进行数据压缩,同时分析钟差改正数的结构特征,并将其分解为总体趋势序列与随机波动序列,分别构建预报模型。结果表明,DSC模型在20 min的预报区间内较DLP模型提升了6%,较DLP模型提升了9%。

北斗卫星导航系统在数值天气中的应用

气象作为最早应用BDS的重要领域之一,现已逐渐形成北斗全面应用的新格局。利用基于BDS的地基增强系统开展气象行业系统建设与应用,一方面可以有效提高我国卫星导航系统气象观测能力,另一方面也可以降低目前卫星导航系统气象应用对GPS和GLONASS的依赖,无论是对于我国气象事业的发展还是对北斗产业化的支撑都具有重要意义。本文调研了目前卫星导航数值天气模式应用进展,并基于BDS开展数值天气模式应用,对实时反演的大气可降水量(PWV)进行观测误差估计,通过区域数值天气模式BDS-PWV同化应用试验,初步评估了我国BDS-PWV同化应用对华东区域天气模式初始场的改善效果。

基于GIS/BDS/GPRS的露天矿爆堆数据管理系统

为了满足矿山企业信息化管理数据的需求,对栾川矿的采矿生产数据进行分析,发现这些数据存在数据来源多样、数据量大、数据获取不同步等现实情况,研究提出了一个爆堆数据管理系统。该系统在应用地理信息系统(GIS)技术和通用无线分组传输(GPRS)技术的基础上,结合我国自主研发的北斗卫星定位(BDS)技术来对爆堆系列数据进行采集、储存、管理、可视化和描述,同时也实现了对驾驶员和车辆的动态监控。着重介绍了系统的整体架构、数据处理、功能实现、系统部署及综合管理功能。实例证明该系统的设计开发可以使矿山工作人员实时动态地对爆堆数据进行可视化管理。与以往的数据管理系统相比,该系统具有易用性、实时性、数据共享、可扩展性及智能化等优势。

基于数据冗余的BDS长报文传输机制改进算法

北斗卫星导航系统(Beidou Satellite Navigation System,BDS)只能传输字节受限的短报文,对于长报文需要通过分包和多次重传改善报文传输的成功率,这样会造成系统平台数据发送延误和网络拥塞。提出一种基于数据冗余的数据分包传输机制,该传输机制以数据包为处理对象,采用异或运算得到冗余包,编码简单,编码解码速度快。通过Matlab仿真,证明基于冗余编码机制比无冗余编码单次发送机制的数据接收成功率高15%以上,两次发送对多包的数据接收成功率有较大提高。

BDS/GPS及其组合系统伪距单点定位精度研究

针对BDS、GPS及其组合系统的伪距单点定位性能,利用北斗不同覆盖区域的3个测站—武汉JFNG站、日本GMSD站和法国REUN站的数据进行计算,对BDS、GPS单系统及组合系统的可见卫星数、空间位置精度因子(PDOP)和伪距定位结果进行对比分析。结果显示,与单系统相比,BDS/GPS组合伪距单点定位可以增加卫星的可见数目,降低PDOP值,其精度和可靠性明显优于单系统。

BDS卫星钟差半参数平差模型异常数据探测与处理

针对北斗卫星钟差数据中出现钟跳、粗差等异常数据频次较高的问题,将半参数平差模型引入BDS的钟差数据的处理过程中。首先,在考虑系统误差的同时,改进了常用的钟差模型;其次,综合考虑异常数据和系统误差,利用补偿最小二乘原理和极值求解方法,详细推导了分离异常数据前后参数和非参数估计值与相应观测值改正数的关系表达式,实现了异常数据的定值、参数求解和系统误差分离。在此基础上,引入Cook距离,给出了利用参数分量和非参数分量的Cook距离及混合Cook距离,去判断异常值的位置,并给出了一些参数的选取方法及相应的处理措施,实现了卫星钟差异常数据的定位和定值以及部分系统误差的分离。最后,采用武汉大学GNSS中心提供的采样间隔为5 min的北斗卫星精密钟差数据,将本文方法与常用方法进行了试验对比。试验结果表明,本文方法能够有效地识别并处理卫星钟差数据中的异常值,有效克服了基于经验阈值钟差异常数据探测方法的不足,且该方法对于量级较小的异常钟差数据也有很好的探测效果,一定程度丰富了现有的BDS钟差数据质量控制方法。

基于BDS的地理信息数据采集平台设计与实现

针对BDS在地理信息数据采集应用中,位置数据、影像底图和现场调绘等多类型数据的格式和坐标转换、自动匹配问题,提出了综合地理信息采集核查和自动处理方法,这种方法可以提高综合数据采集的多源性、准确性和高效性;论述了利用BDS构建的地理信息数据采集平台的设计思路和功能特点。测试表明:该平台支持多源数据、应用范围广,能够满足一般性的综合地理信息数据采集与底图调绘需求,可应用于地理国情普查与监测、野外数码调绘及其他行业外业数据采集应用。

BDS/GPS观测值质量评估与分析

针对TEQC只能检核Rinex2.xx版的GPS数据的特点,编制了多模数据质量评估软件QC(Quality Check),实例验证了该软件的有效性,在此基础上分析了BDS/GPS的伪距多路径效应(mp1、mp2)与信噪比(sn1、sn2)。结果表明:BDS/GPS的mp1大于mp2,BDS的多路径效应存在MEO>IGSO>GEO的规律,且IGSO卫星存在明显的漂移;随着高度角的减小,BDS/GPS的sn1、sn2逐渐减小;BDS的IGSO卫星、MEO卫星和GPS卫星的信噪比与多路径存在负相关。

BDS/GPS工程控制网质量分析

针对北斗卫星导航系统(BDS)建立工程控制网的应用问题,以广东省域内某控制网为实例,分别从观测数据质量情况、基线解算与平差精度、坐标结果差异性等指标,与GPS进行对比,验证了BDS系统建立工程控制网的可行性.结果表明,BDS可见卫星数与GPS相差不大,BDS的基线解算与平差精度整体略低于GPS,且在U方向上相对更为明显.当测站数据质量较好时,BDS/GPS坐标结果平均只有毫米级的差异,完全可替代GPS作为最终成果;当测站数据质量较差时,坐标结果平均有毫米级至厘米级的差异,可满足一般工程控制网的要求.

基于GAMIT10.61的高精度GPS/BDS数据处理及精度对比分析

本文利用GAMIT10.61软件对重庆8个CORS站GPS数据和BDS数据进行处理,并从基线重复性、单日解时间序列、联合解平差等三个方面对GPS和BDS解算结果进行对比分析.结果表明,GPS解算结果整体优于BDS,且单BDS解与单GPS解在水平方向差值小于0.7cm,高程方向差值在1～3cm;基于GAMIT 10.61的BDS基线解算重复性在南北方向上1.39mm+0.205 mm×10-8,东西方向上为3.10 mm+0.252×10-8,高程方向上为7.81mm+2.001×10-8,基线长度方向上2.13mm+0.384×10-8,解算精度能满足高精度数据处理要求.

BDS替代数据法的人民币汇率非线性特征研究

基于建立的BDS统计检验量替代数据法对1994～2007年人民币对美元汇率进行非线性特征实证研究。通过比较人民币对美元汇率的原始数据和基于一系列零假设条件下原始数据所产生的39组替代数据之间的差异度，发现一系列零假设在95％置信度范围内被拒绝，该序列不是完全随机的，原始数据呈现出内在的确定性非线性特征。同时也表明，随着嵌入维数的增加，原始数据的BDS检验统计量不断增加而且显著为正，这说明该数据不是独立同分布序列，存在着明显的非线性相关性结构。

北斗在电力杆塔沉降监测系统中的应用

本文研究设计的输电线路钢管杆塔沉降监测系统,依托单杆塔目标灾害预测、区域内杆塔整体风险预测等安全物联网领域核心技术,为电力输电线路钢管杆塔沉降打造安全物联网支撑平台,提供整体解决方案及全生命周期的系统服务.系统基于北斗卫星导航系统(BeiDou Satellite Navigation System, BDS)及倾斜监测预警技术,以输出BDS的原始数据为核心,包括载波相位观测数据、星历数据等,并通过4G无线网络传到控制中心,控制中心通过监测软件实时解算出各监测点的三维坐标,然后根据对实时位移数据的对比分析,形成不同的监测系统或环境下的实时差异数据,再根据差异补正电力杆塔沉降区域变形情况和详细数据.

基于卡尔曼滤波的北斗/GPS双模数据融合轨迹定位

全球卫星导航系统中,高精度定位是关键的性能指标之一。目前,我国自主研发的北斗卫星导航系统(以下简称:BDS)与美国主导的全球卫星定位系统(GPS)处于世界领先地位。虽然其定位精度较高,但硬件级系统的固有问题,使定位仍然存在误差。该项目基于卡尔曼滤波法,通过双模定位模块,将BDS与GPS的定位数据进行融合,极大地提高了定位精度,降低了误差。

顾及轨道误差BDS/GPS实时钟差融合估计的观测权函数设计

实时钟差产品是高精度广域差分位置服务(亚米级、分米级、厘米级)的基础产品,本文针对BDS/GPS轨道精度差异,设计了一种顾及轨道精度差异观测权函数,优化了实时钟差估计的随机模型,在此基础上基于非差法实现了BDS/GPS联合的实时钟差估计。采用MGEX和iGMAS跟踪站的实时观测数据进行实时钟差解算,并与iGMAS产品综合中心提供的事后精密钟差产品进行了比较分析。结果表明:基于该方法估计的钟差精度对单GPS、单BDS和BDS/GPS融合都有提高,其中BDS钟差精度整体较GPS更为显著,提高幅度约12.8%,其中IGSO/MEO更为突出,提高幅度约20%,验证了方法的有效性。

大型斜拉桥环境下BDS/GPS观测数据质量分析

为了进一步提高大型斜拉桥环境下BDS系统的监测精度,进一步对相关影响进行分析处理,以苏通大桥为试验对象,通过采集不同部位的站点BDS/GPS卫星观测数据,采用自编的BDS观测数据质量分析软件与TQEC软件对观测数据的完整性、观测值与周跳比、卫星信号信噪比及多路径误差等进行计算分析。结果表明,BDS卫星数据完整性优于GPS,但信噪比与多路径误差不及GPS稳定,同时桥面观测环境下的各项指标低于岸边观测环境。因此在采用BDS进行桥梁监测时,在误差处理与解算方法上必须考虑桥梁环境的影响,特别是对多路径的处理,以更有效分离变形。

BDS/GPS卫星数据质量分析软件开发及应用研究

通过对TEQC数据质量模块相关算法进行分析,实现了支持RINEX2、3格式的BDS/GPS卫星数据质量分析软件DataQC的开发,其主要参数包括数据完整率、多路径指数、信噪比和周跳等,并增加卫星分布状况以及电离层、接收机硬件延迟偏差估计功能。通过多组数据验证,软件计算指标与TEQC结果具有较高的一致性;在电离层估计方面,与全球电离层格网(global ionosphere maps,GIM)插值计算结果的RMS在3TECu之内,并可用于接收机硬件延迟偏差稳定性的分析。

BDS/Galileo系统观测数据质量分析

卫星导航系统观测数据质量的好坏直接影响到该系统全球化应用进程.本文重点分析评估了BDS/Galileo系统观测数据的质量,选用21个分布在全球各地MGEX观测站2019年年积日66-76日的观测数据,主要从数据可用率、数据完整率、多路径效应等方面对BDS/Galileo系统观测数据进行了质量评估,同时与GPS系统观测数据质量进行对比分析.实验结果表明:BDS/Galileo系统已具备全球定位能力,Galileo系统数据质量稍优于BDS/GPS,BDS和GPS基本上处于同一水平.