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。

抗差Helmert方差分量估计在GPS/BDS/UWB融合定位中的应用

针对卫星信号受限环境下,全球定位系统(GPS)/北斗卫星导航系统(BDS)组合定位出现较大偏差的问题,引入超宽带(UWB)技术作为定位性能增强技术。GPS/BDS伪距测量值与UWB测距值作为原始观测值,提出了基于抗差赫尔默特(Helmert)方差分量估计的GPS/BDS/UWB融合定位方法,实现合理定权,抵御粗差影响。分别进行了静态实验和动态实验,结果表明:没有粗差情况下,GPS/BDS/UWB融合定位相对于GPS/BDS的定位精度在静态实验和动态实验中均有所提升;引入粗差后,定位结果可抵御粗差,精度提升较为明显。

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。

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/BD2双系统联合定位算法分析与测试

分析了基于KALMAN滤波器的双系统联合卫星定位算法,并利用自主研发的GPS/BD2双模接收机实现了单GPS、单BD2和GPS/BD2双系统联合定位.在杭州地区的实际信号对比测试结果显示,相对于单系统而言,GPS/BD2双系统联合能够显著提高接收机性能;长时间统计说明单BD2的定位精度也能达到与单GPS系统相当的水平.

船载北斗卫星导航系统(BDS)接收设备性能标准

全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）由美国于1970年建设，其前身是一套专为美军研制的定位系统，出于军用考量，为防止敌方通过定位信号截获美军位置，定位系统被设定为单向传输（即GPS接收机只接受卫星信号，而不向外发射信号），这一特性也为GPS面向民用领域奠定了基础［1］。打开GPS，地球上空的卫星在几分钟之内就会锁定你的位置，并告诉你行进的速度、所处位置的海拔高度……。现在，世界上可以提供精确定位的全球导航系统共有四种：美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GLONASS）、欧盟的伽利略卫星导航系统（GalileoSatelliteNavigationSystem）和中国的北斗卫星导航系统（BeidouSatelliteNavigationSystem，BDS）。目前美国的GPS最为成熟，覆盖面也最广。

基于分区综合改正数的北斗卫星导航系统和GPS组合的动态精密单点定位

提出一种基于分区综合改正数的北斗卫星导航系统(BDS)和GPS双系统组合(BDS/GPS)动态精密单点定位(PPP)模型。选取15个MGEX(multi-GNSS experiment)测站作为参考站或用户站进行试验,统计分析了20 d的BDS/GPS动态精密单点定位的精度及收敛性。结果表明,BDS双频动态精密单点定位平均13 min收敛至三维定位误差小于1 m,平均平面精度和平均高程精度分别优于0.15 m和0.30 m;BDS/GPS双频动态精密单点定位平均3 min收敛至三维定位误差小于1 m,平均平面精度和平均高程精度分别优于0.07 m和0.15 m。

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。

GPS/BDS粒子群优化算法紧组合定位方法及精度分析

全球卫星导航系统紧组合定位中,系统间偏差(inter-system bias,ISB)需要多历元后处理的估计方式,并与接收机重启等因素有关。针对该问题,文章将求解ISB参数问题转化为求解系统间小数偏差(fractional inter-system bias,F-ISB)参数问题,利用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法单历元实时估计F-ISB与坐标参数,在此基础上分析了收星受限情况下模糊度固定成功率和定位精度。实验结果表明,不同品牌接收机的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)与北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)的F-ISB在一定时间内具有时域稳定性,F-ISB在不同截止高度角下实时单历元估计偏差均小于0.1周;实时F-ISB改正的紧组合模型在截止高度角为40°的收星受限情况下,单历元定位精度与松组合模型一致,模糊度固定成功率由74.2%提升到90.65%。

历元间载波相位差分的GPS/BDS精密单点测速算法

针对单系统历元间载波相位差分测速出现跳变的问题,提出一种顾及广播星历更新计算卫星钟差的方法。通过当前的历元信息判别卫星钟差的基准,进而消除因历元间基准变换引起的测速异常。在此基础上,分析GNSS系统间偏差对组合系统精密测速的影响,发现系统间偏差对GPS/BDS精密测速的影响基本可以忽略。最后,利用MGEX测站和车载数据进行静态和动态试验,验证GPS/BDS组合测速的有效性。结果表明:动态测速时,GPS、BDS、GPS/BDS的3D均方根误差在0~10 mm/s范围内所占的比率分别约为61%、58%、83%,GPS/BDS组合测速精度和稳定性更优。

BD2/GPS信息采集与处理系统的研究

我国自主研制的北斗二代卫星导航定位系统已具备区域导航定位的能力,文中以BD2/GPS双系统导航接收机为研究对象,研究BD2/GPS双系统接收机的通信协议,给出BD2/GPS双系统接收机的数据采集方法,详细设计了基于VC++的BD2/GPS接收机信息处理与分析软件,并给出其软件流程,研究了接收机定位性能的评价指标,并提取BD2/GPS联合定位时的状态参数以及精度因子。同时,实现了计算机对BD2/GPS双系统接收机的设置与控制。通过实际测试和调试表明:设计的BD2/GPS接收机信息采集与处理系统工作稳定,界面友好,扩展性强,可用于对BD2/GPS双系统接收机定位性能进行分析。

GPS/BD双定位定向系统的研制及实现

本文详细介绍了GPS/BD双定位定向系统的软、硬件设计方案。接着对开发该系统的关键技术,包括投影变换、数据通讯和求解整周模糊度进行了较深入地研究。最后,通过系统实际测试,得出部分重要结论,表明该系统的研制是非常成功的,不仅在GPS测姿领域具有广阔的应用前景,而且当GPS无法正常工作时,BD仍可完成定位任务。可见,BD应用将创造更大的经济和社会价值。

GPS/BDS组合相对定位解算及精度分析

随着全球卫星导航系统的不断发展,多模导航定位已成为研究热点。本文对GPS/BDS组合相对定位的原理进行了阐述,编写了相关软件实现了GPS/BDS组合相对定位功能,并通过实测数据进行处理和分析,验证了方法的正确性。结果表明:在短基线下,北斗区域卫星导航系统相对定位精度可达毫米级,与GPS相当,组合系统定位精度在水平方向上有所提高,且稳定性好。

GPS/BDS组合实时动态精密单点定位

针对常规模式下。单系统实时精密单点定位精度受接收机环境和可视卫星数量影响严重等问题,研究了GPS/BDS双系统实时精密单点定位,采用非差无电离层组合载波和伪距观测值,详细推论了Kalman滤波参数估计方法的基本原理,并利用其进行参数估计,最后通过IGS站和实测数据进行了实时PPP实验,实验表明:GPS/BDS双系统定位模式较GPS单系统有明显改善,在E、N、U方向收敛后RMS值分别达到0.125 m、0.117 m、0.289 m,较单系统在各方向分别改善了11.9%、18.1%、22.5%。证明了GPS/BDS实时PPP能够达到分米级到厘米级定位精度。

中海达HGO软件在GPS/BDS/GLONASS静态解算的应用分析

一、引言 2012年10月20日我国成功发射了第16颗北斗卫星，至此，我国北斗导航工程区域组网顺利完成。同时，2012年12月27日，北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system.BDS）空间信号接口控制文件正式版正式公布，

BDS/GPS伪距相位联合定位对病态性改善程度分析

针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)/全球卫星导航系统(Global Positioning System,GPS)载波相位定位的病态性,提出采用伪距观测来改善上述问题,并对比分析了在我国8个地面站不同精度伪距观测量的引入对载波相位定位病态性的改善效果,这种病态特征可以通过伪距与载波相位联合观测得到的法方程条件数表示。实验结果表明:伪距观测对载波相位定位的病态性有很大程度的改善,且BDS系统的改善程度比GPS更大;伪距观测精度越高,联合定位的病态性程度越弱;在较短的观测时间内,伪距观测量的引入,对载波相位定位病态性的改善效果非常明显。

通用航空GPS/BDS机载设备研究及设计

本文描述了GPS/BDS机载设备的总体架构和详细设计方法。基带处理部分,给出了基于PMF-FFT的捕获算法。基带处理电路主要完成对射频通道传送过来的中频信号进行采样、数字滤波、信号处理、功能解算等功能。GPS/BDS机载设备具备兼容GPS、BDS和GLONASS卫星导航系统的能力;具备卫星导航系统历书、星历、原始测量数据输出、RAIM处理、差分处理、多种数据格式输出、BIT系统自检、工作状态提示等能力。

基于GEO/HEO混合星座的区域卫星定位系统性能分析

星座方案选择对卫星定位系统的性能具有很大影响．本文结合ＧＮＳＳ－２星座方案中的阿基米德计划，设计了针对我国区域的 ＨＥＯ／ＧＥＯ混合星座．首先从可见性角度对 ＧＥＯ卫星定点参数和 ＨＥＯ卫星轨道参数进行了优选，之后，以 ＧＤＯＰ和 ＰＤＯＰ因子为衡量标准，在选定覆盖区域内，对混合星座的定位性能进行了分析，仿真结果表明，在覆盖区域内，该星座能够达到与ＧＰＳ相当的定位精度．

一种GPS系统P码直接捕获策略分析

GPS的 P码信号具有很强的抗干扰和保密能力 ,实现 P码的直接捕获对 GPS系统的军事用户及我国未来发展自己的卫星定位系统具有重要意义。针对 GPS系统 P码信号多普勒频移大、码周期长和速率高的特点 ,提出了时域 -频域联合、串行 -并行混合的捕获策略 ,介绍时域 -频域联合捕获和串行 -并行混合捕获方法的基本原理和工作方式 ,在此基础上对两方案的捕获性能进行了分析。

从信息安全角度浅析RDSS系统的安全性

针对卫星无线电测定业务(radio determination satellite service,RDSS)系统的信号结构和运行机制,分析了RDSS系统的安全优势,从信息安全的保密性、完整性和可用性三个角度研究了RDSS系统可能存在的安全隐患和应对措施,特别是采用射频录制和回放(record and replay,RAR)手段对RDSS系统可能存在的仿冒与欺骗安全隐患做了验证.证明RDSS系统在抗RAR攻击方面存在漏洞,容易被RAR攻击欺骗,这种欺骗攻击暴露了RDSS系统存在完整性和可用性上的安全隐患,可能使得终端用户造成信息混乱,也可能使终端用户被触发频次限制,无法得到正常的服务.最后提出了针对此类安全隐患提高系统安全性的几种措施.