昆明长水国际机场北斗CORS建设及应用服务

本文针对昆明长水国际机场的建设需求和安全考虑,设计并实施了昆明长水国际机场北斗地基增强卫星定位系统(CSCORS),旨在为机场改扩建工程提供高精度、高时空分辨率、高覆盖率的实时定位服务。通过在机场区域新建基准站,并开发CSCORS服务管理平台,实现了系统的独立运营和高精度定位服务,范围覆盖了机场规划区域,基准框架解算精度达到了规范要求。此外,建立了监测体系,通过监测站实时感知CSCORS网内定位精度状态。系统测试结果显示,CSCORS在功能性和性能指标方面表现良好,监测情况显示系统运行稳定,定位精度满足需求。实际应用中,CSCORS为机场改扩建项目提供了可靠的定位服务,取得了显著效益。本文总结了系统的优势和贡献,为北斗卫星导航系统的推广应用提供了参考。

铁路BDS地基增强带状空间误差建模方法

铁路北斗地基增强网络是铁路精密工程重要基础设施,为线路周边区域提供全天候高精度时空基准与位置服务。铁路北斗地基增强观测网络常为带状分布,与区域面状地基增强网络存在显著的空间分布特征差异。为了实现带状网络场景下最优的位置服务性能,本文分析了铁路带状场景下距离相干模型(DIM)、线性内插模型(LIM)和最小二乘配置模型(LSC)3种空间相关误差修正数生成模型的误差传递规律,并结合实际铁路北斗地基增强网络进行高精度定位试验。结果表明:在铁路地基增强网络中,LSC网络边缘与外围位置均表现出良好的位置服务性能,平面和高程的实时定位精度优于2 cm,且随服务位置变化精度波动较小;LIM仅在网络边缘与其沿线方向处表现良好,精度可达2 cm,远离地基增强网络时,定位精度下降明显;DIM的定位精度与可靠性均较差。与区域面状地基增强网络不同,铁路带状网络场景下LSC的位置服务性能优于LIM和DIM。

面向北斗异构星座的多参考一致性检验方法

针对卫星导航地基增强系统(GBAS)中多参考一致性检验(MRCC)方法应用于北斗卫星导航时存在故障监测灵敏度较低的问题,提出一种面向北斗异构星座的MRCC方法。该算法通过顾及北斗异构星座与不同卫星高度角区间的观测量质量差异性,采用分区网格化构建思想,改进阈值模型构建策略。采集实测北斗观测数据,人为在测试时段内的全部可见卫星上加入阶跃、缓变、加速度等典型故障对所提方法进行性能测试。阶跃型故障测试中,改进方法相对于传统方法能够探测到变化幅值更小的阶跃型故障;缓变型与加速度型故障测试中,改进方法能够更快地实现故障监测。结果表明,改进方法更适用于基于北斗卫星导航的接收机异常观测量监测。

北斗基准站建设助力北斗在电力行业中的应用

基于地基增强系统基准站的建设,可有效提升北斗导航系统定位精度,可满足电网业务对高精度定位、授时授频、短报文等需求。介绍了北斗基准站建设组网方案,对北斗系统在电力行业应用进行研究分析,提出北斗技术与电力行业的行业融合思路,对后期同类项目建设有一定参考价值。

三家北斗地基增强系统的高精度定位服务性能对比分析

北斗地基增强系统是推广高精度“北斗+”应用的重要基础设施。本文首次研究千寻位置、六分科技及中国移动3家覆盖全国的北斗地基增强系统的定位服务性能,通过对2021-07-21~22采集的2次8~9 h观测数据进行分析,得到以下结论:1)千寻位置和中国移动的官方推荐挂载点支持BDS-2三频信号和BDS-3双频信号(B1I、B3I),六分科技支持BDS-2和BDS-3双频信号(B1I、B3I);2)3家北斗地基增强系统都能提供100%的北斗数据完整率;3)静态基线结果表明,3家北斗地基增强系统虚拟基站组成的闭合环相对误差均小于2×10^(-6);4)单历元RTK解算结果表明,3家北斗地基增强系统均能够提供水平向优于3 mm、垂直向优于9 mm的内符合精度,但不同北斗地基增强系统之间存在cm~dm级的定位结果偏差,因此不建议在RTK作业时使用不同的北斗地基增强系统。

北斗和GPS反演大气可降水量的对比分析

北斗地基增强系统是我国北斗卫星导航系统重要的地面基础设施,它可以获取高精度、高时间分辨率的水汽产品,满足数值预报、空间天气监测和预警业务的需求。本文利用2017年北斗地基增强系统中北斗单模、GPS单模和GPS+BD双模的数据资料,对同址的北斗气象站、GPS气象站和探空站反演大气可降水量进行对比分析,结果表明:(1)现行北斗地基增强系统所提供的数据,可以有效地用来反演大气柱总水汽含量,所得结果合理,平均偏差都小于1 mm,在变化上与GPS系统和探空系统基本一致,对数值预报有一定的指示作用;(2)与GPS系统相比,GPS单模/PWV和GPS+BD双模/PWV的均方差小于2 mm,相关系数均在0. 97以上,表明两者在反演PWV的精度上与GPS系统相当,而北斗单模/PWV的均方差为3～6 mm,相对方差达到了15%～20%,其精度与GPS系统还有一定的差距;(3)与探空相比,北斗单模在个别时次变化趋势上存在不一致的情况,其均方差为2. 14～6. 12 mm,相对方差为15. 32%～20. 84%,其误差可能是由于探测系统误差等因素造成的,而GPS+BD双模和GPS单模会更加稳定。

铁路北斗地基增强系统构建及基准站选址研究

通过分析卫星导航系统在我国铁路领域的应用现状,结合北斗地基增强系统的技术特点,提出了构建铁路北斗地基增强系统的设想,并进一步论述了铁路北斗地基增强系统的系统构架及组成,综合分析了北斗卫星高精度定位技术在铁路行业的应用领域,详细阐述了在铁路行业建设北斗卫星地基增强系统基准站的选址原则、步骤和观测数据处理与分析方法,为今后铁路北斗地基增强系统基准站建设提供参考。

GPS/BDS双星座环境下陆基增强系统完好性研究

陆基增强系统(GBAS)是国际民航组织推荐的新一代精密进近着陆系统,其完好性是影响该系统导航性能的关键参数之一。为此,介绍全球定位系统/北斗导航系统(GPS/BDS)的时间和坐标系统,分析它们之间的转换和统一方式,并给出GPS/BDS组合定位模型。根据国际相关标准,研究基于GPS星座和BDS区域星座的GBAS伪距误差模型和保护级算法,并进行相应仿真。仿真结果表明,基于GPS/BDS双星座的GBAS完好性保护级要明显优于GPS或BDS单星座时的保护级,并且能够满足II/III类精密进近对完好性的要求。

北斗地基增强系统标准体系的构建

北斗地基增强系统建设是一项复杂的系统工程,是高精度北斗卫星导航系统的重要组成部分,北斗地基增强系统是高精度卫星导航系统自主研制的重要基础设施和技术之一。北斗地基增强系统标准体系构建是北斗地基增强系统标准发展的顶层设计。本文以北斗地基增强系统标准体系的构建为主题,介绍了世界主要卫星导航系统的发展概况,论述了北斗地基增强系统建设的目的意义、技术组成及特点、标准体系架构、主要标准的内容要素等内容。本文论述的标准体系,对北斗卫星导航其他系统标准体系的建立也能提供有益的指导和借鉴。

基于北斗的地基增强系统飞行试验性能

地基增强系统(GBAS)以其全天候、减少飞行成本、提高机场吞吐量等优点,被视为下一代民航飞机主要的进近和着陆引导方式。在详细分析国内外基于GPS的GBAS系统相关资料的基础上,构建了基于北斗的GBAS系统,并在黑龙江鸡西市鸡西机场(JXA)进行了基于北斗GBAS的飞行实验。通过对基于BD与GPS的地基增强系统监测数据及保护级数据处理与对比分析,实验结果初步表明北斗卫星可以代替GPS作为中国下一代的GBAS导航源,并且本系统计算的完好性数据能够满足RTCA(航空无线电技术委员会)规范中对CATI类进近要求的定义。

华北区域分米级北斗地基增强服务系统构建及精度分析

利用国家级北斗连续运行基准站和省级区域北斗CORS站,基于国家卫星导航定位服务平台,通过改造和直接利用的方式,在华北平原构建了我国首个跨区域北斗分米级地基增强服务系统。经采用双频终端实地测试,该系统覆盖京津冀晋全部区域及内蒙古部分区域,采用GPS+北斗双模定位静态精度达到分米级,动态定位精度达到亚米级,单北斗模式定位精度略低,但仍在分米-亚米量级,极大地提高了我国北斗导航系统的高精度应用能力,拓宽了我国北斗民用导航的应用范围和领域,可满足高精度北斗实时导航、定位服务的应用需求。

北斗地基增强系统建设中的问题和建议

地基增强系统是卫星定位系统的重要组成部分。本文在总结GPS地基增强系统建设的同时,展望了北斗地基增强系统的发展,提出了一些北斗地基增强系统建设过程中可能存在的问题,并针对问题给出了相应的建议。

基于基合导航系统和NB-IoT的北斗高精度导航定位服务云平台

为了给多个行业提供泛在、开放的高精度定位服务,通过分析高精度定位需求和通用地基增强系统,研发了将低功耗、低成本的NB-IoT蜂窝网络通信模块与BDS-CDRadio短时延北斗差分数据广播模块集成的技术方案,实现了在调频广播覆盖半径之内的静态乃至高动态下厘米级精准定位,并将精准位置信息以及相关行业信息采集后实时回传到服务云平台。

调频频段模数同播系统在北斗地基增强系统中的应用实践

广西广播电视技术中心开展利用调频频段模数同播系统播发北斗地基增强差分修正数据的应用实践,数字信号和调频广播信号在同一频点上带内同播,共用一副天线发射。本文介绍了技术方案、实施步骤、播出指标及应用效果。

千寻北斗地基增强网络下的实时观测数据解码及定位性能分析

2016年5月,千寻位置网正式公开运营北斗地基增强系统。作为国内首家商用北斗地基增强系统,千寻位置网可以为全国大部分范围内的用户提供高精度定位服务。本文首先介绍了千寻北斗地基增强系统观测数据的传输格式,然后在武汉、重庆两地分别对千寻北斗地基增强网络的RTK、RTD定位服务进行了性能测试。结果表明,其定位性能能够达到实时RTK厘米级和RTD亚米级,同时验证了解码程序的正确性。本文的研究内容对于北斗地基增强系统的应用推广具有一定的借鉴意义。

基于北斗地基增强系统的中国区域电离层建模研究

在卫星导航定位中,电离层延迟误差是主要误差源之一,其影响可以到达数米乃至数百米,有必要进行高精度的电离层模型研究,尤其是区域的高精度电离层模型建立.本文基于北斗地基增强系统114基准站三系统(GPS/BDS/GLONASS)双频的观测数据进行电离层提取计算,并结合多项式函数模型进行建模,得出中国区域内的电离层模型,并采用直接跟CODG的电离层产品比较和间接通过单频精密单点定位方式来评估模型精度.结果表明,基于北斗地基增强系统建立的中国区域电离层模型精度高于CODG发布的电离层格网模型且更符合中国区域电离层的真实空间分布.

北斗地基增强系统观测数据质量分析

基于G-Nut/Anubis软件对北斗地基增强系统全国113个基准站连续3个月的观测数据从多路径效应与周跳等方面进行了数据质量分析,其统计结果表明北斗地基增强系统91.1%国内框架网基准站的观测数据质量满足建站要求。同时,对同源基准站的GPS和BDS多路径误差进行了对比分析,得到同一地点BDS多路径误差小于GPS,且BDS的B2频点多路径误差最小,GPS的L2频点多路径误差最大的结论。

基于北斗接收机多参考一致性B值阈值计算方法

针对北斗系统全球化进程中,传统GPS多基准一致性监测算法不能适用于北斗地基增强系统的问题,提出了基于北斗接收机多参考一致性B值阈值计算方法。该算法在定量分析经典GPS中B值监测算法的基础上,对北斗混合星座的多参考一致性监测方法展开深入讨论,给出了适用于北斗导航系统B值监测算法,详细推导并首次给出了适用于北斗导航系统中GEO/IGSO的B值阈值的计算公式。实验测试结果表明,所提方法可以解决传统GPS的B值算法不适用于北斗卫星混合星座的问题,降低了监测过程中的误警率和漏警率,对建立北斗卫星导航地基增强系统的多参一致性监测体系具有很好的理论指导和实践应用价值。

四川宜宾6.0级地震对北斗地基增强基准站稳定性的短期影响

通过收集2019年6月17日宜宾长宁6.0级地震震源附近北斗地基增强系统基准站前后一个月的观测数据,研究探讨短时间内地震对北斗地基增强基准站坐标稳定性的影响。通过数据对比发现宜宾地震对基准站坐标影响与基准站和震源断裂带的相对方位有较大关联。震源周围基准站间基线的变化说明基准站稳定性在较短时间跨度内受到较为明显的地震影响,对北斗地基增强框架网整体稳定性具有一定的扰动,进一步论证了建立北斗地基增强框架网基准站稳定性监控系统的必要性。

基于共生调频数据广播的北斗地基增强系统设计和性能测试

探讨了共生调频数据广播(CDRadio)技术与北斗卫星导航系统(BDS)学科交叉技术创新所产生的基合导航系统(Kinhood System),也称BDS-CDRadio。该系统采用CDRadio广播技术传输卫星定位差分修正数据。它具有典型的信息共享性质,没有用户数量限制,没有通信系统的并发约束,时延短且稳定可靠;基合导航系统的发射端硬件设备基本共用原有广播设施,投入小、覆盖范围广,能够为海量大众用户提供成本极低的高精度实时导航定位服务。国家广播电视规划院和国家基础地理信息中心检测表明:基合导航系统数字和模拟信号同播时,播出的模拟调频信号符合国家标准;在数模功率比为-20 dB时,播出的数字信号与模拟信号达到同等半径覆盖;特别是在高动态场景下,接收广播方式的差分修正数据较移动通信方式具有更高的稳定性。