基于CORS的多基准站BDS/GPS融合差分网定位性能分析

基于BDS/GPS CORS试验系统,利用伪距信息,通过多基站差分定位技术,对BDS/GPS融合差分网定位进行研究。结果表明,多基准站BDS/GPS融合差分网单历元实时定位精度优于1 m,40历元实时滑动平均定位精度0.5 m左右,大大提高了常规伪距定位精度,能满足大多数用户的导航定位需求（精度0.1~10 m）。

GPS/GLONASS/BDS多模融合伪距单点定位模型精度分析

GNSS伪距单点定位速度快且不存在整周模糊度问题,其原理简单易于编程实现,所以在进行GNSS数据处理时,经常用到该方法。本文以GPS、GLONASS、BDS多模融合为例,简单介绍多模融合存在的坐标统一、时间基准统一问题,再详细介绍多模融合伪距单点定位原理以及解算模型,基于Visual Studio2010平台,编写GPS、GLONASS、BDS多模融合的伪距单点定位及单点测速程序。结合相关算例,对该程序多系统伪距单点定位的精度以及单点测速精度进行分析。

随机模型对BDS/GPS伪距单点定位精度影响分析

针对BDS/GPS伪距单点定位中随机模型选择问题,本文对比分析高度角随机模型、信噪比随机模型、等权随机模型在BDS/GPS伪距单点定位中的适用性。经实验研究发现,GPS/BDS3/BDS-2卫星可见数、PDOP值、伪距单点定位精度最优,相比GPS和BDS-3单独定位都有非常明显的提升,除GPS个别情况外,采用高度角随机模型伪距单点定位精度最优,信噪比次之,等权模型最低。本文的实验结论,可为今后伪距单点定位随机模型的选择提供一定的参考。

BDS+GPS手持机支持下的网格伪距差分定位

我国各省CORS站建设逐步完善,以及我国BDS卫星导航系统在亚太区域提供服务,促进了BDS+GPS双模融合伪距差分定位的研究和发展。目前,在PC机上伪距差分定位早已实现,且算法也已经比较成熟,但在移动终端上进行BDS+GPS双模融合伪距差分定位向用户提供服务方面还比较薄弱,针对这一问题,本文提出了将网格伪距差分定位算法嵌入到手持机,并且实现了手持机实时网格伪距差分定位。本文阐述了方法原理并进行了车载试验分析,结果表明,在与TBC软件动态解算结果作为已知准确值的外符合精度方面,手持机BDS+GPS双模融合网格伪距差分定位结果的水平精度为0.522 1 m,在水平方向上可以达到亚米级定位精度。

GPS、BDS与GPS/BDS伪距单点定位与差分定位精度分析

为了提高GPS、BDS和GPS/BDS组合系统伪距单点定位与差分定位的精度,给出相关的数学模型、参数估计及误差处理方法。实验结果表明:差分定位精度明显较伪距单点定位的精度提高很多;在伪距单点定位中,GPS的精度和GPS/BDS组合系统的精度大小相当,BDS较GPS和GPS/BDS组合系统的精度低,尤其天顶方向误差最大;在伪距差分定位中,伪距双差定位精度较伪距单差定位精度有所提高,BDS和GPS较GPS/BDS组合系统的差分定位精度低。

顾及伪距差分系统间偏差的GPS/BDS/Galileo/QZSS伪距差分定位精度分析

随着BDS、Galileo和QZSS等卫星导航系统的发展,GNSS正朝着多系统组合定位的方向发展。本文针对GPS/BDS/Galileo/QZSS,提出四系统间伪距差分模型,并对其定位性能分析。结果表明:无论是相同还是不同类型的接收机,伪距DISB在几天范围内是稳定不变的。同时通过设置截止高度角进行模拟遮挡实验。实验结果表明:相对于常规的系统内伪距差分方法,系统间伪距差分方法在截止高度角为30°、40°、50°下的定位精度分别提升19.62%、33.11%、57.77%。该方法可以有效提升定位的精度和可靠性,特别是在遮挡严重的环境下改进明显。

BDS/GPS伪距差分改正数3种内插方法的比较

针对BDS/GPS融合伪距差分定位中,利用基准站改正数生成用户伪距改正数的各内插方法效率易受用户与基准站距离远近、基准站数量等因素影响的问题,分析当基准站数不同时,反距离权重插值法、线性内插法和低次曲面模型法等3种内插方法用于BDS/GPS融合伪距差分时的定位效率和精度,并提出适合BDS/GPS融合伪距差分定位的最优内插方法。实验结果表明,当用户附近可利用的基准站数不少于3站,采用离用户较近的3个基准站构成多边形网且用户在多边形网内时,利用反距离权重插值法或线性内插法生成伪距改正数来进行BDS/GPS融合伪距差分定位,所获得的定位效率和精度更优。

Kalman滤波在GPS/BDS组合伪距差分定位中的应用

随着各国卫星导航系统的蓬勃发展,单一的GPS系统时代正逐步转变为多系统并存且兼容的全球性卫星导航系统(GNSS)时代。相比于单一卫星导航系统,多系统组合将显著增加可视卫星数目、改善卫星空间几何结构,多系统组合导航定位将是必然的发展趋势。滤波算法是减小GNSS定位随机误差的重要方法,利用非线性滤波方法可消除多种随机误差,从而提高导航定位精度。该文实现了基于Kalman滤波的GPS/BDS组合的伪距差分定位,并将其与最小二乘方法进行比较。实验结果表明:基于Kalman滤波的GPS/BDS伪距差分的定位精度能达到分米级,在差分定位解算过程中,多卫星系统伪距差分精度明显优于单卫星系统伪距差分精度,Kalman滤波解算的精度明显优于最小二乘解算的精度。

BDS/GPS组合相位平滑伪距差分定位研究

为提高卫星实时定位的精度,利用载波相位测距精度高,伪距测距可实时解算的优势,并兼顾多卫星可有效提高定位几何精度。本文采用BDS/GPS组合相位平滑伪距差分定位理论,应用于导航系统实时位置解算,试验表明BDS/GPS组合相位平滑伪距差分定位可有效改善伪距差分定位的精度,满足了高精度动态实时定位的需求。

不同截止高度角GPS/BDS组合伪距差分定位性能分析

针对在不同截止卫星高度角时,GPS,BDS,GPS/BDS系统间伪距差分定位精度的差异,文中对多系统融合伪距差分定位的数学模型方法进行研究。以香港CORS站6.9km和34.0km的两条基线为例,在截止卫星高度角10°、20°、30°、40°的情况下,进行GPS,BDS,GPS/BDS伪距差分基线解算。结果表明,与34.0km基线相比,6.9km基线伪距差分定位具有更高的精度,在不同截止高度角下,GPS/BDS组合系统在E,N,U方向的定位精度都优于单GPS,BDS系统,且定位结果更加稳定,特别在截止高度角为40°的极端条件下,GPS/BDS组合伪距差分定位精度仍能达到m级左右。

高度角定权模型的BDS/GPS伪距单点定位分析

为了提高BDS/GPS组合定位的精度,分别采用不同高度角定权模型计算BDS/GPS组合定位结果,论述BDS/GPS组合系统的伪距单点定位解算模型、重要误差改正方法及高度角定权和单位阵定权的理论模型,探讨BDS、GPS和BDS/GPS组合系统在卫星观测数量、PDOP值及伪距单点定位精度上的差异,比较分析应用不同定权模型的BDS/GPS组合定位结果。实验结果表明:BDS/GPS组合定位的精度高于BDS的定位精度,GPS伪距单点定位的精度略优于BDS;采用不同高度角定权模型的BDS/GPS组合定位结果精度不同。

基于观测噪声的BDS/GPS伪距差分定位随机模型分析

合理的随机模型对提高GNSS定位精度具有重要的现实意义。针对高度角定权等常规随机模型无法较准确评估伪距观测值质量,提出一种基于伪距观测噪声的分区定权方法。首先,基于载波、伪距双差观测量构建几何无关组合,并利用滑动窗口取平均法进一步分离出伪距观测噪声;在此基础上,以观测噪声越小对定位解算贡献率越大为原则,建立了观测噪声分区定权的随机模型;最后,设计伪距差分静、动定位实验分析其性能。结果表明,在不同距离条件下,基于观测噪声的分区定权模型无论是在静态还是动态伪距差分定位中,定位精度都要优于等权及高度角定位模型。该随机模型有效提高了伪距定位精度,且易于实现,具有一定的实际应用价值。

我国东北地区BDS与GPS伪距单点定位精度对比分析

为了进一步比较分析北斗卫星导航系统与GPS的定位精度,提出采用最小二乘算法分别对二者进行伪距单点定位解算。实验数据来源于卫星分布相对较弱的东北地区,利用广播星历与伪距观测值实现单系统BDS与GPS的伪距单点定位。结果表明,BDS与GPS单系统的三维定位精度基本相当,BDS相比GPS在E方向上的精度较高。

考虑卡尔曼滤波伪观测值的Helmert方差分量估计及其在GPS/BDS组合PPP中的应用

在GPS/BDS组合PPP中,引入基于卡尔曼滤波的Helmert方差分量估计来确定PPP中各类观测值的权重,针对卡尔曼滤波预报值权阵与观测值权阵验前单位方差不一致的情况,将卡尔曼滤波预报值作为伪观测值,与观测值一并进行Helmert方差分量估计处理。实验证明,该方法能够在合理确定当前历元各类观测值权重的基础上,有效平衡观测信息与预报信息对参数估计的贡献,可显著改善GPS/BDS组合PPP的收敛速度与定位精度。

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。

融合BDS/GPS/GLONASS解算卫星差分码偏差及精度分析

卫星差分码偏差是影响用户导航定位和授时定位精度的重要因素。本文融合BDS/GPS/GLONASS三系统数据,采用中国测绘科学研究院i GMAS分析中心自主研发的软件解算卫星差分码偏差。结果表明:GPS卫星P1P2差分码偏差与CODE产品非常吻合,精度非常高,且非常稳定; BDS卫星B1B3差分码偏差与CODE产品基本吻合,且基本稳定; GLONASS卫星P1P2差分码偏差与CODE产品相对吻合,精度较高,且比较稳定。对比三系统,GPS系统P1P2差分码偏差精度最高,且最稳定; GLONASS系统P1P2差分码偏差精度和稳定性比GPS略低; BDS系统B1B3差分码偏差精度和稳定性最低,可能是星座不完善的原因。

基于BDS/GPS融合的精密单点定位解算策略与实测精度

针对实际GNSS地壳形变流动监测中信号遮挡比较严重,GPS可视卫星数较少等问题,采用BDS/GPS双系统观测,分析了BDS/GPS双系统在实际流动测站观测中对精密单点定位(PPP)性能的改善。基于四川石棉地区GNSS地壳形变监测网实际流动测站观测数据,分析了在实际观测环境以及模拟更恶劣观测环境下BDS单系统、GPS单系统和BDS/GPS双系统等3种定位模式的可视卫星数、几何精度衰减因子(GDOP)、定位精度和历元利用率。结果表明:在观测环境较差的山区,BDS/GPS双系统可大大提高可视卫星数,几何精度衰减因子降低,显著改善卫星空间几何结构,提高收敛速度和定位精度;与BDS单系统、GPS单系统相比,BDS/GPS双系统收敛速度可提高50%~80%,定位精度可提高20%~50%;单系统定位精度受高度角影响较大,BDS/GPS双系统在较高高度角时仍可保持较高精度,稳定性更强;在遮挡严重地区,为保证有充足双频观测值,可视卫星数需有6颗或6颗以上。BDS/GPS双系统因其高稳定性和高精度,更有利于在地形起伏剧烈区域捕捉地壳形变及地震产生的微弱位移信号,在复杂观测环境(山区、树林、建筑物密集区)具有更好的应用价值。

基于GPS/BDS卫星导航系统伪距单点定位精度研究

在对GPS与BDS(北斗卫星导航系统)卫星导航系统伪距单点定位精度研究的基础上,分析误差来源与伪距单点定位原理,从而提出了精度评定办法。在对不同IGS站1 d的观测数据进行了处理后,将计算的测站坐标与真值进行了对比分析。研究表明,BDS伪距单点定位的平面精度低于GPS,高程精度高于GPS,GPS和BDS单点定位可以服务定位精度要求不高的领域,此外,使用GPS与BDS双星组合系统进行定位,能够增加可观测卫星数,提高了定位的可靠性。

GPS与BDS融合相对定位算法研究

介绍了GPS与BDS系统的时间基准和空间基准统一,以及GPS与BDS融合相对定位的数学模型。基于双差伪距和载波相位两种相对定位方式,对GPS与BDS融合相对定位算法进行了研究,并利用自编的软件处理了实测的GPS与BDS数据,验证了本文算法和软件的有效性。最后在GPS、BDS、GPS与BDS融合3种定位模式下,对定位精度进行了分析和比较,得出了一些有益的结论。本文的研究结果可为GPS与BDS融合相对定位提供参考。

BDS/GPS组合相对定位方法及精度分析

基于BDS/GPS联合定位的时空基准统一,详细介绍BDS/GPS定位的数学模型。在伪距双差和载波相位相对定位两种算法的基础上,编写BDS/GPS定位程序处理实测的BDS/GPS短基线数据。最后对比和分析在BDS、GPS、BDS/GPS 3种模式下的定位精度水平。本文的分析为BDS/GPS的定位提供了一定参考。