GPS/BDS组合导航系统的精密单点定位模型

为了改善单卫星导航系统由于卫星数量较少,导致定位误差高的问题,设计全球定位系统(GPS)/北斗卫星导航系统(BDS)组合导航系统的精密单点定位模型:线性组合处理GPS与BDS的伪距和载波相位观测值,并构建GPS/BDS组合导航系统的组合观测值;接下来利用协方差成形自适应卡尔曼滤波方法,对组合导航系统导航过程中的卫星钟差、电离层延迟等误差实施滤波;再利用滤波处理后组合导航系统的广播星历,获取卫星轨道以及钟差;然后利用经验模型修正对流层延迟,获取相位观测值与伪距的综合改正数;最后利用综合改正数修正组合导航系统的观测方程,构建精密单点定位模型。实验结果表明,GPS/BDS组合导航系统采用所构建模型进行精密单点定位,不同方向定位误差均低于10 cm,证明了提出模型的有效性。

GPS/GLONASS/BDS三系统组合定位的定权方法

为了提高GPS/GLONASS/BDS三系统组合定位的稳定性和精确度,研究加权最小二乘定位中的定权方法。提出一种结合高度角先验定权和验后方差估计的定权方法,利用多系统兼容接收机实测数据进行仿真验证。结果表明,相较于传统的最小二乘法,该定权方法可以明显改善多系统组合定位的精确度,且具有很好的抗差性能,提高了定位结果的稳定性,可应用于多系统兼容接收机组合定位解算中。

GPS/BDS组合系统伪距单点定位精度分析

针对伪距单点定位精度不足、特殊地区单一系统无法定位等问题,本文采用GPS/BDS组合系统减少对单一系统的的依赖,同时,采用加权整体最小二乘随机模型有效的改善了伪距单点定位精度。实验结果表明:我国范围内平均可观测16.8颗卫星,其中GPS卫星8颗,且卫星数变化不大,BDS卫星8.8颗,卫星数变化较大。加权整体最小二乘模型下的伪距单点定位精度N方向平均偏差值是1.68 m,E方向平均偏差值为0.96 m,U方向平均偏差8.77 m,优于单系统伪距单点定位。

BDS/GPS系统时差的组合实时预报模型分析

构造适用于BDS/GPS系统时差的多项式预报模型,对二次项参数选取、显著周期项确定以及观测权函数选择等进行改进。基于AR模型,进一步构建多项式和AR模型的组合时差预报方法。算例显示,新模型的单天时差预报精度优于0.4ns,显著优于其他传统方法。

全球区域BDS、GPS、BDS+GPS静动态PPP定位精度评估分析

利用全球区域的7个IGS站的观测数据以及GPS和BDS的精密轨道和钟差产品,分析了BDS、GPS和BDS+GPS组合的卫星数量、几何空间分布以及静动态PPP精度。实验结果表明,GPS在全球7个测站的卫星数在10颗左右,卫星分布较均匀;BDS在Alic(大洋洲)、Iisc(亚洲)、Zamb(非洲)的卫星数明显多于GPS,其余测站卫星数量相当。数据表明,GPS+BDS卫星数量和卫星几何空间分布状态明显优于单系统。在静态PPP中,BDS在Maw1(南极洲)和Unsa(南美洲)精度略低于GPS,其余测站精度相当;GPS+BDS在7个测站U、N、E方向基本在1 cm左右,相对BDS、GPS单系统定位精度有一定提升。在动态PPP中,BDS在Nlib(北美洲)、Unsa的定位精度低于GPS,其余测站定位精度则要优于GPS,但BDS和GPS单系统在全球区域定位性能都不够稳定。GPS+BDS在7个测站U、N、E方向定位精度分别优于0.06 m、0.03 m、0.03 m,在动态PPP中相对于BDS和GPS 7个测站的精度均有提升,说明了GPS+BDS组合可以提高PPP精度并且可以极大改善定位的可靠性。

GPS、GLONASS、BDS三星组合测量系统误差分析

随着太空科学技术的发展,越来越多的导航系统应用于现实,其中比较成熟的有美国的GPS,欧洲的Galileo,俄罗斯的GLONASS以及中国的BDS,GPS是目前技术比较成熟的导航系统,BDS是2012年12月27日正式提供导航服务,还处于试运行阶段。所有的导航卫星将达到100多颗,但如何将各个国家的导航卫星组合起来,组合卫星导航系统的误差分析,以及精度的保证将大大提高导航卫星的功能。

BDS/GPS/GLONASS组合单历元姿态测量性能对比分析

相比于单一卫星导航系统,多卫星导航系统组合具有显著增加可用卫星数目、改善卫星空间几何结构等优点,因而多卫星导航系统组合应用成为近年来关注的热点。在复杂观测条件下,利用BDS/GPS/GLONASS组合进行载体姿态测量具有单系统无法比拟的优势。首先阐述了BDS/GPS/GLONASS组合超短基线解算的双差模型以及姿态测量基本原理;然后分析了BDS/GPS/GLONASS组合多频单历元姿态测量性能。通过实测静态数据设置不同高度截止角进行分析表明:相比于单系统及双系统组合的姿态测量,BDS/GPS/GLONASS组合能够有效地提高姿态测量的精度、稳定性和可用性。当运动载体处于高楼、峡谷等受遮挡严重的复杂环境时,BDS/GPS/GLONASS组合单历元姿态测量更具有应用价值。

BDS/GPS/GLONASS组合单频单历元高精度相对定位性能分析

由于GLONASS与BDS、GPS相比,其相对定位的双差模糊度失去整数特性,本文给出了BDS/GPS/GLONASS组合单频相对定位的统一的函数模型。初步分析了BDS/GPS/GLONASS组合单频载波相位相对定位的定位性能,对整周模糊度采用LAMBDA方法,单历元搜索策略。通过实测短基线数据分析表明:相比于单系统及双系统组合的相对定位,三系统组合单频单历元相对定位能够有效地提高定位精度及模糊度固定率,而且更加适合城市峡谷等复杂环境。

BDS/GPS/GLONASS在密林地区组合定位性能分析

随着北斗卫星导航系统的建成与运行,目前已形成多系统导航定位的局面。基于短基线,首先对密林地区的GPS、BDS、GLONASS的卫星可见性以及伪距观测值的质量进行了简单的评价,然后分析了密林地区GPS、BDS、GLONASS单系统、双系统及三系统组合模式下单点定位及伪距差分定位性能。结果表明:在密林地区,GNSS多系统组合能够明显提高定位精度,GPS/BDS组合定位的精度优于GPS/GLONASS、BDS/GLONASS组合,而GPS/BDS/GLONASS的定位精度最高。

Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位

为了提高多系统组合单点定位的运算效率,将Bancroft算法推广应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位,并推导了该方法的详细计算流程,比较了Bancroft算法、最小二乘算法和组合两种算法的精度、迭代次数以及运算时间。利用实测数据进行实验,结果表明,3种算法精度相当,Bancroft算法比最小二乘算法迭代次数少,运算效率提高了38%,利用Bancroft为最小二乘算法提供初值,收敛速度加快,运算效率提高了36%。最终得出结论,Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位满足精度要求,且Bancroft算法对于减少迭代次数,提高运算效率有重要意义。

GPS/BDS组合系统中粒子滤波算法

为了解决传统单一卫星导航系统存在的可靠性低和定位精度差等问题,在分析单系统导航定位原理及GPS/BDS组合导航定位解算的基础上,引入标准粒子滤波(PF)算法和高斯粒子滤波(GHPF)算法对组合系统进行定位解算,并对不同滤波算法做出了比较和分析。仿真结果表明,粒子滤波的滤波效果优于扩展卡尔曼滤波算法。

GPS/GLONASS/BDS/Galileo系统载波相位观测值质量对比分析

目前,全球卫星导航系统(GNSS)已进入以GPS、GLONASS、BDS、Galileo四系统为代表的多系统并存的时代,多系统多频率观测值的综合应用极大地提升了GNSS的服务能力.GNSS自身的数据质量是取得高精度结果的先决条件之一,也是多系统精密定位随机模型构建的关键.为避免码分多址和频分多址机制不同的影响,本文采用几何无关和M-W组合方法,基于科廷大学实测零基线数据对四系统的载波相位单差残差序列对比分析,并利用高度角随机模型中的正弦模型和指数模型对载波相位观测值精度随高度角变化建模,获得适用于不同系统不同频率观测值的随机模型.实验分析表明,单差残差序列随高度角变化情况在不同系统不同频率表现出不同特性;Galileo系统L1、L2观测值精度相当,均在0.9mm左右,其他系统则表现出L2精度比L1精度更差的性质.高度角加权模型拟合结果表明,正弦模型和指数模型对GPS和Galileo系统的L1、L2精度序列拟合一致性较好,而BDS系统使用正弦模型拟合效果略差,GLONASS系统则不适合采用正弦模型评估L2观测值精度.

BDS/GPS/GLONASS组合相对定位性能分析

分别对BDS、GPS、GLONASS的时间和坐标系统进行统一，建立模型。再根据经典双差模型，可得BDS/GPS/GLONASS双差载波相位观测方程，对观测方程求解采用卡尔曼滤波算法。本文从观测数据质量、定位精度、定位精度收敛性对组合相对定位性能进行测试分析，得出BDS/GPS/GLONASS组合相对定位的优势大于单系统定位的结论。

GPS/GLONASS组合定位系统的精度分析

介绍了 GLONASS的组成及其运行状况 ,并与 GPS进行了比较。为了检验 GPS/ GLONASS组合定位系统的灵敏度及其定位精度 ,在进行大量实验的基础上 ,对 GPS、GLONASS、GPS/ GLONASS三种数据进行了全面的分析与比较。

BDS/GPS差分系统间偏差估计算法及性能分析

基于BDS/GPS单频紧组合相对定位模型,提出联合卡尔曼滤波与粒子滤波估计差分系统间偏差(DISB)的算法,并利用实测短基线数据对比分析卡尔曼滤波算法与本文算法估计DISB的效果。实验表明,载波DISB的整数部分会影响参考卫星站间单差模糊度的估计,从而影响载波DISB小数部分的估计结果;利用本文算法估计并改正DISB后得到的模糊度解算的可靠性和固定解精度均优于卡尔曼滤波,固定解精度最大可提高10%～20%。

BDS/GPS/GLONASS系统单频RTK定位分析

北斗卫星导航系统(BDS)在亚太地区已经能够提供导航、定位和授时服务(PNT),并逐步从区域卫星导航系统发展为覆盖全球的卫星导航系统。GLONASSRTK的双差函数模型与BDS、GPSRTK双差函数模型不统一。文章研究了BDS/GPS/GLONASS组合RTK的站间单差模型,统一BDS/GPS/GLONASS组合RTK的函数模型。初步分析了BDS/GPS/GLONASS组合单频RTK的定位性能,对整周模糊度采用LAMBDA方法、单历元搜索策略。通过实测短基线数据分析表明:相比于单系统及双系统组合的单频RTK,三系统组合单频RTK能够有效地提高定位精度及模糊固定率,更加适合城市峡谷等环境中。

GPS/GLONASS组合导航系统误差模型的建立及动态不确定度分析

本文建立了GPS/GLONASS组合系统定位误差的时间序列模型 ,应用不确定度理论进行了动态不确定度评定。对于预测系统定位精度的变化 ,提高定位的有效性 ,具有一定的实际意义。

GPS/GLONASS组合定位时间系统同步偏差

为研究GPS/GOLNASS组合定位中两个不同时间系统转换到UTC时间系统后存在微小的同步偏差问题,采用方差分量估计的方法解算GPS/GLONASS组合定位系统中不同时间系统的同步偏差,并进行实例计算与分析.研究结果表明:GPS/GLONASS组合定位的精度要优于GPS单系统,GPS与GLONASS的时间系统(各自转换为UTC时间)存在190～270 ns的系统偏差,且使用不同接收机观测的数据进行计算所得到的系统偏差存在一定的差异.

组合GPS/GLONASS系统介绍

此文对ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ和组合ＧＰＳ／ ＧＬＯＮＡＳＳ系统的基本原理、信号结构及可用性、精确性和完整性潜力进行了分析。

BDS/GPS/GLONASS RTK定位算法研究

实现了BDS/GPS/GLONASS三系统组合RTK定位算法,介绍了BDS/GPS/GLONASS三系统组合RTK数学模型,解决了多模融合导航定位时空基准统一问题,并针对附加模糊度参数的卡尔曼滤波函数模型,提出了一种确定实时动态定位中卡尔曼滤波参数的方法。编制了BDS/GPS/GLONASS RTK定位程序,并对28 m超短基线及31 km短基线实测数据进行了解算。对比分析了BDS、GPS、GLONASS、BDS/GPS、BDS/GLONASS、GPS/GLONASS、BDS/GPS/GLONASS七种模式下的定位结果。