Galileo高精度定位服务的空间信号误差及精密单点定位评估

Galileo高精度定位服务(high accuracy service,HAS)利用E6B信号向全球用户播发免费精密卫星轨道、钟差和码偏差改正信息,在卫星高精度实时应用领域有重要意义.评估其空间信号误差及精密单点定位(precise point positioning,PPP)性能是用好HAS的重要前提.基于2023年12月1日至31日的HAS轨道钟差产品进行评估测试,Galileo卫星轨道产品在径向(R)、切向(A)和法向(C)的均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为3.24 cm、7.40 cm和6.85 cm,GPS分别为4.52 cm、8.19 cm和6.71 cm;Galileo钟差产品的标准差(standard deviation,STD)为0.16 ns,GPS为0.26 ns.基于欧洲10个测站PPP的实验结果表明:Galileo在E、N、U方向的定位精度分别为6.44 cm、4.65 cm和11.36 cm,GPS分别为7.42 cm、5.78 cm和12.04 cm,联合定位分别为4.11 cm、3.10 cm和7.56 cm,HAS可以满足高精度定位需求.

面向城市复杂环境的3种多频多系统GNSS单点高精度定位方法及性能分析

城市智能交通、自动驾驶等对高精度动态定位的需求为分米级甚至厘米级,但在城市复杂环境下信号遮挡、衰减和多径频繁发生,GNSS定位的可用性和精度严重降低。本文充分利用现有可用的多频多系统GNSS(GPS/BDS/Galileo/QZSS)数据,采用最新提出的单历元PPP宽巷模糊度固定方法(PPP-WAR),并与传统PPP方法和广域伪距增强精密定位方法进行对比试验,分析了这3种单点高精度定位方法在大都市高楼密布道路、小城镇狭窄道路和工业区开阔道路3种不同信号遮挡条件下的车载动态定位性能。结果表明,目前城市环境中的三频数据完整性高达94%以上,可满足基于多频GNSS单历元定位的需求。粗差阈值设定为3 m时,单历元PPP-WAR解在小城镇狭窄道路的水平定位误差RMS为0.41 m,达到了分米级定位精度,比广域伪距增强精密定位解和传统PPP解分别提高了53.9%和21.2%;3种方法在大都市高楼密布环境下的定位可用性均高于70%,在另外两种城市环境下的定位可用性均高于90%。粗差阈值0.5 m时,单历元PPP-WAR方法和传统PPP方法在小城镇狭窄道路环境中可用性依然可达~70%。单历元PPP-WAR方法受城市环境中4种典型地物(地下通道、高架桥、行道树和高楼)的影响最小。总之,在干扰因素多的城市复杂环境中单历元PPP-WAR方法更具优势,在干扰因素少的城市开阔环境中传统PPP方法更优。

电离层延迟高阶项对GPS精密单点定位精度影响分析

随着GPS卫星轨道、钟差及各种误差修正模型的不断精化,静态精密单点定位(PPP)定位精度达到mm级,进行电离层延迟高阶项较小量级的误差改正研究,对改进PPP数据处理策略具有重要的参考价值。本文利用分布在不同地理纬度的5个IGS跟踪站3天的观测数据,对比分析了电离层延迟二阶项、三阶项对GPS观测值精度及静态PPP定位精度的影响。分析结果表明,电离层延迟二阶项、三阶项对GPS观测值精度的影响分别为cm级和mm级,对低纬度地区PPP定位精度的影响大于3mm,但对中高纬度的测站观测值、定位精度的影响比低纬度地区小很多。

高精度GNSS单点定位模型质量控制及预警

差分GPS（如RTK）通过消除基准站与流动站之间的公共性和相关性误差提高定位精度，这种技术要求流动站与基准站之间的距离有一定的限制。为了克服这种限制，精密单点定位技术采用精密星历和钟差改正数据获得绝对坐标系下的高精度坐标。虽然目前精密单点定位模型及各种改正模型已基本建立，通过最小二乘或卡尔曼滤波估计方法能够获得最优估计。当观测值存在粗差或系统误差时，估计坐标发生偏差或系统性偏差，导致解算坐标精度下降。为了提高解算精度，需要研究模型质量控制及高精度单点定位模型。同时，当偏差超过限值时，需要提供相应的预警信息。

高精度卫星定位在智能交通中的应用与挑战

随着社会数字化的迅速发展,高精度卫星定位技术在各领域成为不可或缺的支持系统之一。本文首先以智能交通中的驾驶场景为例,深入研究了基于卫星的高精度定位技术,并探讨了其在智能交通中应用的价值与不足。其次通过分析高精度卫星定位面临的可靠性和精度方面的挑战,本文提出了多模态传感器融合定位的方案,以提高定位系统的稳定性和准确性。最后,本文展望了5G技术和人工智能技术在推动多模态传感器融合定位方面的潜在作用,为高精度卫星定位技术的未来发展提供了启示。

基于GNSS精密单点定位的高精度云平台授时

采用GNSS精密单点定位(PPP)技术和时钟驯服技术,构建了基于PPP的云平台高精度授时方案,研制了搭载多系统GNSS接收机板卡、恒温晶振(OCXO)和数字信号处理器(DSP)的授时原理样机。利用协同精密定位平台分析中心(武汉)提供的5 s间隔卫星轨道和钟差产品,采用PPP技术实时解算授时终端坐标和钟差,通过驯服恒温晶振输出亚纳秒精度的1 PPS,实现了长时间高精度的授时能力。本文通过短基线比较和与UTC绝对时间基准比较,验证了精密单点授时精度(RMS)优于1 ns。

关于GPS精密单点定位(PPP)技术的精度探讨

用实例数据验证了GPS PPP技术的精度水平及影响因素等。结果表明,PPP技术的精度水平可以用于小比例尺测图直接定向;PPP精度受限于精密星历的精度水平及软件的算法。

实时精密单点定位精度与收敛性分析

介绍了目前国际全球定位系统服务(IGS)组织提供的实时精密轨道和精密钟差改正系数(ROCC)的基本参数以及能够进行实时精密单点定位软件(BNC)(即BKG NtripClient,由BKG开发的一款用于实时同步接收、解码及转换的GNSS数据流管理软件)。选取了25个全球IGS跟踪站,并基于BNC软件分析了IGS提供的15种ROCC产品对测站实时精密单点定位精度与收敛性的影响。实验结果表明:采用BNC软件,15种ROCC产品均能在平均15min的时间收敛,并且在N、E方向达到6～8cm,U方向10～20cm的定位精度;且不同ROCC产品其收敛时间和定位精度都存在一定的差异。

开源精密单点定位软件gLAB定位精度分析

使用gLAB精密单点定位软件对2012年11月30日POL2测站的实测数据进行了静态和静态模拟动态处理,并将实验结果与IGS提供的精密坐标以及在线PPP计算结果进行了比较分析。通过分析可知,gLAB静态解算结果的精度可以达到cm至mm级水平(95%),动态解算结果的精度可以达到dm至cm级水平(95%)。

北斗PPP高精度时间比对技术研究

随着我国北斗卫星导航系统的建设和完善,现已开始向全球用户提供高精度的定位、导航和授时服务。基于中国科学院国家授时中心和中国台湾中华电信两个守时实验室的GNSS时间比对系统,本文开展了基于北斗精密单点定位(PPP)的高精度远距离时间比对技术研究;并结合两个守时实验室的实测数据,利用IGS国际多模GNSS实验工程(MGEX)提供的精密轨道和钟差产品开展了比对试验,进而获得了两地钟差。试验结果表明,北斗PPP解算的两地钟差与GPS PPP解算的两地钟差具有很好的一致性,天稳达到了10-15量级;说明北斗可以实现纳秒级或亚纳秒级精度的时间比对与同步,为北斗正式纳入协调世界时的计算提供了基础。

GPS精密单点定位技术(PPP)在像片控制测量中的应用

GPS投入使用以来,其相对定位技术得以快速发展,GPS精密单点定位技术(PPP)的出现,极大地提高了工作效率。该技术可以达到分米甚至厘米级精度,可满足1∶5 000,1∶10 000及以上比例尺航测成图像片控制点精度要求。本文以宝清县测区1∶10 000比例尺为例,介绍GPS精密单点定位技术(PPP)在像片控制测量中的应用。

改进单台GPS接收机高精度定位方法

为了得到高精度的导航 ,介绍一种高精度处理单台接收机定位结果的GPS数据处理方法。这种处理方法主要通过两种数据处理方法的联合来加以实现 :即单点位方法和载波相位滤波方法的联合。

城市环境下多系统PPP/INS定位测速性能分析

为了进一步提升动态环境下的组合导航定位测速的精度,对城市环境下多系统精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(INS)定位进行测速性能分析:基于消电离层组合PPP模型构建松、紧组合PPP/INS模型,利用卡尔曼滤波实现PPP/INS定位测速算法;然后通过车载实测数据验证PPP/INS模型的定位测速精度,并分析全球定位系统(GPS)/INS松、紧组合,GPS+伽利略卫星导航系统(Galileo)/INS松、紧组合和GPS+格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)+Galileo/INS松、紧组合的定位、测速性能。结果表明,PPP/INS的定位精度在观测卫星数目较多的情况下可达到厘米级,测速精度可达到亚厘米级;在城市环境中采用多卫星系统组合是改善精度的一个重要途径,在观测卫星数目较多的情况下松组合与紧组合精度基本相当,全球卫星导航系统(GNSS)观测状况不佳时,紧组合与松组合模式相比精度可有明显提高;不同卫星系统下,紧组合较松组合的测速精度均能有所提高。

精密单点定位(PPP)技术在像控测量中的应用研究

介绍了精密单点定位技术,并进行基于精密单点定位技术的像控点测量试验,分析了基于精密单点定位技术的像控点测量的精度。总结出了采用精密单点定位技术进行像控点测量的作业流程、精度情况和相对于常规静态相对定位的优点,为外业像控测量提出一种新思路。

GPS精密单点定位技术(PPP)在像片控制测量中的应用探讨

GPS投入使用以来,其相对定位技术得以快速发展,但绝对定位即单点定位技术发展相对较慢。作者以蔚县测区为例,再次验证了精密单点定位技术实际达到的精度,该技术可以达到分米甚至厘米级精度,可满足1∶5000、1∶10000及以上比例尺航测成图像片控制点精度要求。

精密单点定位技术在高速公路航空测量中的应用研究

简单的介绍精密单点定位(PPP-Precise Point Positioning)和辅助航空测量技术,并进行了利用精密单点定位技术进行IMU/GPS系统数据处理试验。分析了精密单点定位技术的定位精度I,MU/PPP联合处理的精度,对结果进行了分析,总结了采用精密单点定位技术进行高速公路航空摄影测量的作业流程、精度情况和相对于常规公路航空摄影测量作业的优点,为公路航空摄影外业地面工作提出一种新方案。

GPS精密单点定位精度测试与分析

一、精密单点定位（PPP）的原理1．精密单点定位的概念及关键之处与传统的GPS载波相对定位相比，PPP具有模型复杂、待估参数多等特点。精密单点定位是指利用高精度的GPS卫星星历和卫星钟差，以及双频载波相位观测值，采用非差模型进行高精度单点定位的方法。精密单点定位的解算过程如下：到IGS官方网站下载精密卫星星历和卫星钟差，输入精密卫星星历和卫星钟差，

GPS/GLONASS组合精密单点定位性能分析

在阐述GPS/GLONASS组合精密单点定位(PPP)方法及模型的基础上,利用研发的软件从静动态定位精度和动态定位收敛性方面比较分析了GPS、GLONASS及GPS/GLONASS组合3种方式的精密单点定位结果。结果表明:3种方式都能获得厘米级的静动态定位精度,但组合方式较单一方式有较好的统计精度;在动态定位收敛性方面,组合方式能提高收敛速度,且在GPS卫星较少情形下尤为突出。

利用p^3软件进行GPS单点定位解算的若干问题

利用p3软件对大量实测数据进行了高精度单点定位有关问题的验证和分析;在IGS提供的精密星历和卫星钟差产品中,较为深入地比较分析了快速产品和几种最终产品的定位精度、收敛速度及p3软件的正反算结果精度。得出以下结论:快速产品与最终产品的定位精度和收敛速度相似;COD的收敛速度和定位精度最高;p3软件的反算精度明显优于正算,且精度也比较均匀。这些研究成果对PPP技术的实际应用具有较好的借鉴意义。

GPS/BDS-3/Galileo精密单点定位模糊度固定

为了进一步提高全球卫星导航系统(GNSS)多系统组合精密单点定位(PPP)精度和收敛速度,提出一种GPS/BDS-3/Galileo精密单点定位模糊度固定(AR)方法:利用武汉大学发布的多系统相位小数偏差产品(FCB),采用无电离层组合PPP模型,实现全球定位系统(GPS)/北斗三号卫星导航系统(BDS-3)/伽利略卫星导航系统(Galileo)三系统组合精密单点定位模糊度解算(PPP-AR);并通过对PPP收敛速度以及定位精度等方面进行分析来评估组合后的定位结果。实验结果表明,在数据观测质量方面,地面观测站同时观测三系统卫星总数可以达到31颗;三系统各频点的多路径误差基本在0.3 m以内,三系统各频点的信噪比基本在37 dB·Hz以上;在采用FCB产品进行PPP-AR方面,定位收敛时间优于11.25 min,东、北、天(E、N、U)3个方向的定位精度分别优于1.5、1.1、4.7 cm;相对于PPP浮点解的结果,三系统组合PPP-AR在定位收敛时间和定位结果方面分别提升21%和20%左右。