组合GPS/GLONASS精密定位的观测值随机模型

为了获得组合GPS/GLONASS精密定位结果 ,该文从理论和数值实例两方面分析了研究组合GPS/GLONASS观测值随机模型的重要性 ,提出了两种利用观测值的误差残差估计随机模型的方法 ,即验后估计法和方差 协方差迭代法。理论和数值结果表明 ,这两种随机模型估计方法与采用经验随机模型相比 ,可以提高整周模糊度解算的可靠性和定位精度 ,所提出的观测值随机模型估计方法理论上更严格 ,实践上可行 ,并建议采用方差 协方差迭代法估计组合GPS/GLONASS精密定位的观测值随机模型。

基于等价观测方程的GPS/GLONASS组合多基线解算方法

进行独立参数化时,GNSS观测方程的双差、单差与非差观测方程理论上是等价的。利用按高度角定权的模型以及不同测站跟踪不同数量卫星的等价观测方程,实现基于简化等价观测方程的GPS/GLONASS组合多基线解算,包括多基线模糊度的固定、基线向量的解算与精度分析,并用多个测站的GPS/GLONASS同步实测载波相位和码伪距观测数据完成多基线解算分析。计算结果表明,由于多个测站的同时作用导致几何强度增强,降低模糊度间的相关性,有利于模糊度的快速解算;同时简化等价观测方程,提高法方程的形成速度,解算的基线精度也优于单基线解算模式。

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/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融合的全球电离层格网模型结果分析

以2010年001～031 d结果为例,分析加入GLONASS数据对全球电离层格网模型结果的影响。结果表明,利用GPS/GLONASS系统组合建立全球电离层格网模型的结果与单独采用GPS相差不大,加入GLONASS数据建立全球电离层模型并不能克服模型在海洋地区精度较低的缺陷。

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.

基于GPS/GLONASS组合系统的单点定位研究

介绍了GPS/GLONASS定位系统发展状况,在分析GPS单点定位数学模型的基础上,研究了GPS/GLONASS组合系统伪距单点定位的数学模型,编程实现了GPS/GLONASS组合系统伪距单点定位程序。分别比较GPS单系统、GLONASS单系统与GPS/GLONASS组合系统单天6 h伪距单点定位精度,结果表明,组合系统单点定位精度优于GPS单系统与GLONASS单系统结果。

GPS伪卫星的组合定位技术及其误差分析

介绍了GPS伪卫星组合定位的观测模型,详细论述了GPS伪卫星组合定位中存在的误差源,并对各误差源的消除方法进行了分析。

基于交互多模型的组合导航观测异常影响控制

为了控制观测值异常对组合导航精度的影响,提出基于交互多模型的观测数据异常影响控制算法,即建立观测正常和异常的多模型集,各模型间通过马尔可夫模型进行切换,当观测值正常时,正常模型起作用;观测值异常时,故障模型起作用,从而可有效地抑制观测数据异常对滤波精度的影响。

GPS定向中利用码相位和载波相位组合建模的研究

传统GPS定向多采用载波观测量建立观测模型,但其在单历元情况下存在秩亏问题。为避免此问题,文章提出将载波相位和码相位加权后的线性组合用于建立观测模型,在新的GPS定向观测模型中,采用消元处理得到整周模糊度浮点解。实验结果表明该模型可以使整周模糊度浮点解的精度在5周以内,能辅助LAMBDA算法快速确定整周模糊度。

GPS/GLONASS精密单点定位加速收敛方法研究

精密单点定位(PPP)在获得稳态浮点模糊度时需要较长的收敛时间,为此,在采用GPS/GLONASS组合PPP缓解卫星几何变化缓慢造成的收敛时间过长基础上,采用将多路径组合修正值应用到PPP模型中和构建基于多路径修正值加权的随机模型两种方法来减少伪距中的多路径效应和观测噪声影响,以提高浮点模糊估计的准确性,进而提高PPP收敛速度和收敛稳定性。利用全球108个IGS测站的7天数据进行试验,结果表明,组合PPP可以在各系统伪距等权重情况下将收敛时间缩短32%,而基于TEQC多路径组合修正值加权的随机模型可以将收敛周期缩短25%。

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。

组合GPS/GLONASS三频观测值的非差非组合PPP模糊度快速固定

俄罗斯全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GLONASS)目前有4颗GLONASS-M+卫星和两颗GLONASS-K1卫星支持在第3个频点传输码分多址(codedivisionmultipleaccess,CDMA)信号,使得研究GLONASS三频精密单点定位(precise point positioning,PPP)成为可能。为顺应多频多系统发展趋势,研究了联合GPS和GLONASS三频观测值的非差非组合PPP模糊度固定(ambiguity resolution,AR)模型与方法,推导了顾及频率间钟偏差(inter-frequency clock bias,IFCB)影响的GPS+GLONASS三频非差非组合PPP模型,给出了服务端三频非差未校验相位延迟(uncalibrated phase delay,UPD)估计方法和用户端三频PPP-AR策略。但限于当前GLONASS三频观测数据数量及其分布,实验中组合GPS和GLONASS观测值进行三频非组合PPP-AR,但只固定GPS三频模糊度,而GLONASS模糊度保持其浮点形式。利用全球分布的300余个多模全球卫星导航系统实验跟踪网(multi-GNSS(global navigation satellite system)experiment,MGEX)测站估计IFCB和UPD改正产品,14个MGEX测站用于用户端PPP-AR性能评估,结果表明:组合GPS和GLONASS观测值进行三频非组合PPP-AR,但只固定GPS三频模糊度实现了快速收敛,此外相对于GPS单系统三频PPP-AR,静态解在东、北、天和三维方向上定位精度提升幅度分别达到80.7%、60.0%、61.0%和63.8%,仿动态解提升分别达到41.9%、14.5%、11.6%和16.3%。若忽略GLONASS三频IFCB误差,组合GPS和GLONASS三频PPP-AR在收敛序列出现较大幅度的波动,定位性能甚至不及GPS单系统固定解。组合GPS和GLONASS观测值进行三频非组合PPP-AR可实现模糊度快速固定,静态和仿动态实验模糊度平均首次固定时间分别为12.3、12.9 min,相较于GPS单系统提升显著,其中仿动态实验提升率达53.8%。此外,相对于组合GPS三频观测值和GLONASS双频观测值方案,添加GLONASS三频观测值后,仿动态偏差序列稳定性得到小幅改善。

GNSS观测值统一表达及组合PPP解算性能分析

针对GNSS多系统组合进行PPP定位的问题,推导了GNSS观测值统一表达式;进而给出了基于UofC模型的多系统组合PPP的函数模型和随机模型;最后采用6个IGS观测站24 h观测数据对7种组合模型的PPP进行解算,并从收敛率、收敛速度和定位精度等方面进行了统计分析。实验结果表明,当观测时长为60 min时,GPS/GLONASS/BDS组合PPP收敛性能最好,收敛率为91.7%,平均收敛时间为16.1 min;而BDS PPP收敛性能最差,收敛率仅为32.7%,平均收敛时间为38.4 min。可见,多系统组合有利于提高精密单点定位的解算性能。对于定位精度,在观测时长较短时(如0.5 h),GPS/GLONASS/BDS组合PPP整体上具有最优的定位精度,(N,E)方向偏差和标准差分别为(0.3,0.5)cm和(1.9,4.3)cm;短时间内对流层参数与垂直方向的强相关性,将致使U方向精度较差。

非组合PPP-AR方法研究

针对宽巷-窄巷固定(WL-NL AR)方法中窄巷模糊度波长短的问题,提出一种基于非组合原始观测值的模糊度固定方法(N1-N2 AR):利用基于原始观测值的绝对信号偏差(OSB)产品消除卫星硬件延迟,并通过非组合模型进行精密单点定位;然后将非差模糊度转化为单差形式以固定模糊度;最后对比N1-N2 AR方法与WL-NL AR方法在测站静态和仿动态条件下的性能。实验结果表明,2种方法在静态实验中性能相当,固定率均超过96%;仿动态实验中,仅使用全球定位系统(GPS)数据时,N1-N2 AR方法在固定准确率上相比WL-NL AR方法提高约15%,在G/C/R/E组合条件下,其有效固定率和固定准确率分别提高约7%和2%;鉴于多频多系统发展的趋势,在拥有高精度伪距观测条件下,基于非组合原始观测值的固定方法有更广阔的应用潜力。

基于单点定位模型的GALILEO及GPS-GALILEO组合系统的定位精度和可靠性的仿真分析

提出了一种统一的度量码观测值和相位观测值的可靠性指标并将其运用于卫星系统的可靠性评价中.在此基础上,以中国地壳运动观测网的25个基准站为地面观测站,对大陆范围内GPS,GALILEO以及GPS-GALILEO组合系统的卫星可见性、给定精度下的定位可信度以及观测数据的可靠性进行了仿真计算和分析.结果表明,在中国大陆范围内,GALILEO系统的卫星可见性优于GPS系统,二者的平面定位精度和可信度基本一致,GALILEO系统的高程定位精度和可信度优于GPS系统;GPS-GALILEO组合系统的定位精度和可信度均优于单一卫星系统.基于GALILEO和组合系统的码观测值和相位观测值的可靠性无论在时间域还是空间域上均整体优于GPS系统,新指标计算简单,很好地反映了系统间的可靠性差异.

模糊度固定解PPP/INS紧组合理论与方法

车载移动测量、航空摄影测量、船载水深测量等领域的测绘用户迫切需求测量平台高精度高频率的位置、速度和姿态信息。目前满足此需求并被广泛应用的就是基于相位观测值的DGNSS/INS组合。本文研究了新组合,即模糊度固定解PPP/INS紧组合。对于新组合,在PPP模糊度固定技术的支撑下,

一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法

针对卫星导航系统和惯性导航系统(INS)的不同特性,提出了一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法。采用差分自适应检测算法、改进码平均相位算法以及位置联合解算方法实现了GPS/GLONASS数据融合,借助于改进的粒子滤波器、INS误差模型建立系统状态方程和观测方程,完成GPS/GLONASS系统速度值和INS系统速度值数据融合,提高组合导航系统精度和可靠性。使用真实数据对数据融合算法性能进行仿真分析,结果表明所设计算法是有效的,能够处理非线性非高斯条件下的滤波估计,提高滤波精度和系统可靠性。

CLONASS卫星测量

一、简介 作为GPS系统的补充,俄罗斯的GLONASS愈加受到关注,当几颗GPS卫星受到高大建筑物遮挡时,GLONASS卫星有助于得到更好的定位解。同时,GLONASS卫星对GPS快速静态定位及OTF也具有重要意义。但是,GLONASS卫星发射频率与GPS卫星不同,每颗GLONASS卫星在单一频率上发射信息,这就使问题复杂化了。