GPS/QZSS在亚太地区实时相对定位性能分析

利用BNC(BKG NTRIP client)传输的实时观测数据,从可见卫星数、位置精度因子(position dilution of precision, PDOP)、多路径效应、信噪比和实时相对定位精度等方面对GPS和QZSS在亚太地区的定位性能进行评估和分析。结果表明,QZSS与GPS组合后,可见卫星数增加,卫星几何构型更好,可提高定位精度的可用性和可靠性;QZSS卫星多路径效应的变化规律与GPS卫星一致,且QZSS卫星各频点的多路径误差大多小于GPS卫星;GPS和QZSS卫星各频点的信噪比随高度角变化趋势基本相同;在N、E、U方向上,GPS/QZSS组合的实时相对定位精度比GPS有所提升。

GPS/QZSS/Galileo兼容频率定位性能分析

针对GNSS兼容频率之间的组合定位,通过分析研究GPS/QZSS/Galileo三个系统兼容频率L1和L5的数据质量以及不同组合的伪距单点定位精度,发现三个系统的L1频率和L5频率的数据质量良好,其中QZSS数据质量较优,由于QZSS系统L1频率具有增强服务,L1频率组合的定位精度优于L5频率,同时发现Galileo与QZSS兼容频率之间兼容性较差,噪声较大,定位精度较低。

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。

GPS/Galileo/QZSS精密单点定位精度分析

针对多系统组合精密单点定位性能,基于MEGX跟踪站实测数据,分析了单系统、双系统以及三系统组合下的动态、静态精密单点定位性能。经研究发现,相较于单双系统,三系统组合能有效增加卫星可见数,改善卫星空间分布结构,提高精密单点定位精度。三系统组合静态精密单点定位E、N、U方向的RMS值和收敛时间分别为0.68 cm、1.11 cm、1.55 cm和12 min、11 min、15 min;动态精密单点定位E、N、U方向的RMS值和收敛时间分别为0.91 cm、1.14 cm、3.79 cm和13 min、10 min、16 min。

GPS/Galileo/QZSS双频短基线相对定位精度分析

为详细分析GPS、Galileo、QZSS兼容频率组合定位性能,以实测的短基线数据为基础,本文分析了GPS/Galileo/QZSS双频短基线解算精度。解算结果表明:GPS、Galileo、QZSS任一双系统组合或者GPS/Galileo/QZSS三系统组合双频组合短基线相对定位精度相比GPS和Galileo单系统都有明显提升,相比GPS单系统3D方向定位精度最大提升12.40%,相比Galileo单系统3D方向定位精度最大提升85.48%。

GPS/BDS-3/Galileo/QZSS重叠频率长距离RTK松紧组合定位性能分析

针对GPS/BDS-3/Galileo/QZSS具有重叠频率的特性,该文分别对GPS/BDS-3/Galileo/QZSS双频重叠频率的松组合和紧组合在长基线的定位性能进行了分析。首先,建立了松组合和紧组合的RTK数学模型,通过误差改正模型对电离层、对流层延迟误差进行模型改正;对大气延迟残差采用历元间随机游走约束模型,增加了历元间的约束,然后,通过最小二乘模糊度降相关平差法(LAMBDA)进行模糊度固定;最后,选用相同接收机类型长距离连续运行参考站(CORS)网的实测数据进行方法验证。结果表明,GPS/BDS-3/Galileo/QZSS紧组合相较于松组合能够有效提高定位性能和首次固定时间(TTFF),特别是在恶劣环境下,采用紧组合长距离载波相位差分(RTK)定位算法能够实现流动站厘米级定位且适用性更强。

QZSS与GPS重叠频率紧组合相对定位精度分析

针对紧组合模型下GPS/QZSS(quasi-zenith satellite system)短基线相对定位精度,基于IGS(International GNSS Service)跟踪站组成的短基线GPS、QZSS重叠频率实测数据,推导GPS/QZSS紧组合模型原理,评估了两个系统间偏差与模糊度固定情况,并且对比了松组合和紧组合模型下的相对定位精度。结果表明,紧组合模型计算得到的卫星可见数与卫星空间几何分布结构略优于松组合模型,相同类型接收机组成的短基线,GPS/QZSS系统偏差几乎为0,可忽略不计;紧组合模型相较于松组合模型,能有效提升模糊度固定情况和相对定位精度,在截止高度角为30°且卫星可见数较少条件下提升效果尤为明显。

小波变换联合伪距相位组合探测与修复GNSS三频周跳

三频观测值可改善周跳探测与修复,但易受伪距观测值噪声的严重影响且有一些不敏感周跳组合无法探测。针对目前存在的问题,本文采用小波变换理论对伪距观测值降噪以提高探测修复周跳能力;合理优化组合观测量以组成稳定方程;使用QR分解进一步提高计算跳变量时的数值稳定性。最后,利用BDS和GPS/QZSS三频高、低采样率实测数据进行测试。结果表明,所有人为加入的周跳都被正确探测并修复,而且不存在无法探测、周跳误探与误修复问题。

高度角对BDS-3与多系统兼容短基线解算精度影响分析

针对BDS-3新频率组合在极端高度角环境下短基线解算性能较差问题,本文提出使用BDS-3/GPS/Galileo/QZSS多系统兼容频率组合定位方法,并通过5种不同高度角实验进行解算验证。结果表明,在低高度角情况下,BDS-3系统B1C/B2a组合短基线定位性能较优,可以实现cm级定位;在极端高度角情况下,BDS-3系统B1C/B2a组合短基线定位性能较差甚至不能实现定位。而多系统兼容频率短基线定位性能相比BDS-3有较明显提升,尤其是BDS-3/GPS/Galileo/QZSS4系统组合提升效果最为明显,即使高度角达到50°,历元解算率优于95%,E、N、U、3D 4个方向解算精度分别可以达到1.19 cm、2.30 cm、5.61 cm和6.18 cm。