一种LM-BP加速搜索的周跳探测与修复方法

针对传统三频周跳探测与修复方法中的不敏感、漏检以及效率较低等问题,提出一种基于莱文伯格-马夸特(LM)-反向传播(BP)神经网络加速搜索法的伪距相位组合与电离层残差组合联合周跳探测与修复方法:利用2个伪距相位组合以减少不敏感周跳数量,利用1个电离层残差组合以提高小周跳探测敏感度;在构成3个线性无关的组合观测值后,使用LM-BP加速搜索算法进行周跳探测与修复。实验结果表明,相对常规的伪距相位组合与电离层残差组合联合方法,该方法能够提高周跳探测与修复性能,可探测小至1个的周跳,探测与修复整体时效有较大提升。

实时周跳探测与修复的MGF周跳解算方法的改进

周跳的探测和修复是基于载波相位高精度定位的关键技术之一。基于改进的几何无关相位组合MGF方法具有直接分离不同频率上的周跳,对高频数据中较小的周跳实现有效探测,探测速度远快于TurboEdit法等优点。但MGF法无法探测4周以上的周跳,并对低采样率和低卫星高度角下的数据进行周跳探测时,会选取错误的周跳备选值作为周跳检验量从而造成周跳的误判。针对MGF法所存在的问题,通过联合相位减伪距法PRP法,构建新的周跳备选值判断方程,并对MGF法的周跳检验量进行二次历元间差分STMGF,组成PRP-STMGF周跳探测组合。PRP-STMGF周跳探测组合能够探测任意周的周跳,与TurboEdit法相比,修复时无需分离周跳,直接对PRP-STMGF法的周跳检验量进行四舍五入即可确定出正确的周跳值,且适用于低采样率和低卫星高度角下的实时周跳探测与修复。最后通过北斗双频实测数据进行实验验证,结果表明,PRP-STMGF周跳探测组合,避免了MGF法选取错误周跳备选值的问题,相较于TurboEdit法不仅低延时,准确率高,且适用于不同采样率和低卫星高度角下周跳探测与修复。

多普勒积分辅助BDS三频周跳探测

针对单频多普勒积分对低采样率数据周跳探测精度较低的问题,提出一种基于北斗卫星导航系统(BDS)三频观测数据的多普勒积分辅助伪距相位组合的周跳探测方法:利用多普勒积分计算历元间伪距变化量,大大减弱多路径效应的影响;并通过选择最优的三频组合系数构造宽巷相位和窄巷伪距组合周跳检测量,提高多普勒积分对低采样率数据的周跳探测精度。实验结果表明,提出的组合方法可以弥补各自的周跳探测盲点,对于不同采样率数据,不仅能有效探测和修复大小周跳、连续周跳和不敏感周跳,还可以准确地辨别1个周期以上的周跳和粗差,具有良好的周跳探测性能。

基于伪距相位组合法的三频周跳探测

【目的】载波因具有波长短的优势而被广泛应用于卫星高精度定位中,但载波数据在接收过程中易受干扰,易发生周跳,从而对定位精度产生影响。为消除周跳带来的误差,就要进行周跳探测,以确定其发生位置。【方法】采用三频伪距相位组合(0,1,-1)和单频伪距相位组合对周跳进行探测。【结果】通过对采样率1 s的数据进行试验验证,结果显示,三频伪距相位法实现全频率周跳的高精度实时探测,单频伪距相位解决了三频法中存在不敏感组合周跳和无法判断是哪个频率发生周跳的问题。【结论】结果表明,该方法可快速准确地判断出周跳发生位置及大小,是一种良好的周跳探测及修复方法。

多频数据组合在周跳探测和修复上的应用

利用模拟的L5观测数据,结合传统的伪距/载波组合法,对周跳的探测与修复进行了实例计算,并与双频组合观测值的周跳探测方法进行了比较。结果证明,不管对大周跳还是小周跳,该方法均能在单历元间准确地探测出各个频率上发生的周跳,较之双频组合观测值的探测方法具有更大的优越性。

高度角定权模型的BDS/GPS伪距单点定位分析

为了提高BDS/GPS组合定位的精度,分别采用不同高度角定权模型计算BDS/GPS组合定位结果,论述BDS/GPS组合系统的伪距单点定位解算模型、重要误差改正方法及高度角定权和单位阵定权的理论模型,探讨BDS、GPS和BDS/GPS组合系统在卫星观测数量、PDOP值及伪距单点定位精度上的差异,比较分析应用不同定权模型的BDS/GPS组合定位结果。实验结果表明:BDS/GPS组合定位的精度高于BDS的定位精度,GPS伪距单点定位的精度略优于BDS;采用不同高度角定权模型的BDS/GPS组合定位结果精度不同。

北斗与GPS组合伪距单点定位精度分析

主要介绍了北斗与GPS组合单点定位时的原理和模型,根据自编程序,利用同济大学TJA站的数据进行计算及分析比较GPS伪距、北斗伪距、北斗/GPS组合伪距单点定位的精度。结果表明:北斗伪距单点定位的精度平面方向上达到3m以内,高程方向优于8m,满足普通导航定位的需求。北斗/GPS组合伪距单点定位精度明显优于单系统。在单系统观测条件差时,组合系统可以减少对单一系统的依赖性,而且还可以增强卫星定位的稳定性和可靠性。

BDS多频非组合伪距单点定位方法

针对北斗卫星导航系统多频伪距单点定位研究较少的现状,利用北斗卫星导航系统B1、B2和B3频率伪距观测值,提出了一种基于非组合方式的北斗卫星导航系统多频伪距单点定位方法,将三频伪距观测值作为相互独立的观测值信息进行最小二乘参数估计.采用单历元多频伪距单点定位和多历元多频伪距单点定位的数据处理模式进行用户的单点定位,多历元多频伪距单点定位采用参数消去法消掉接收机钟差,并进行法方程叠加.利用实测数据进行算法实验,结果表明基于非组合方式的北斗卫星导航系统多频伪距单点定位能达到米级至亚米级的定位精度,较北斗卫星导航系统标准定位服务的精度有明显改善.

GPS单点定位观测值的精度分析与改进

通过实验分析单点定位中常用的消电离层组合伪距观测值精度与P码伪距精度的关系,得出:当P1、P2码伪距精度相差较大时,消电离层组合伪距观测值精度降低,从而导致定位精度低于P1码伪距的定位精度。针对以上问题,提出一种改进GPS单点定位观测值的方法:当P1、P2码伪距精度相近时,采用消电离层组合伪距观测值,反之采用P1码伪距。最后,通过实验数据验证了此方法在提高单点定位精度上的有效性。

基于伪距宽巷组合的GPS模糊度固定方法

中长基线模糊度快速解算是GPS网络差分技术的核心内容。根据网络差分模糊度固定只用于基线解算而不用于定位的特点,通过对常用GPS原始观测数据组合方式的分析,提出伪距宽相组合的数据处理方法,有效消除了电离层、对流层传播误差,形成抗差性强、大气误差自由的GPS组合观测值;在此基础上引入双差伪距宽相组合进行模糊度浮点解并建立法方程,应用高度角与大气误差的关系构造权阵,对常规LAMBDA算法进行了改进,形成一种适合GPS网络差分的中长基线模糊度解算方法。对三个参考站同步观测数据的实际测试结果表明:使用该方法网络模糊度解算时间小于300s,基线长超过60km,并满足闭合性原则。

GPS双频相位平滑伪距及其单点定位的精度研究

讨论了利用Hatch滤波对双频消电离层组合伪距观测值进行相位平滑,对原Hatch滤波公式中的定权方法进行了改进。在此基础上,采用JPL提供的间隔为30 s的sp3事后精密星历和卫星钟差,对GPS双频相位平滑伪距及其单点定位的精度进行了研究。采用自编软件,利用IGS跟踪站观测数据进行了实际计算,并得出结论。

一种双频数据的周跳探测和修复方法的研究

研究了伪距／载波组合和电离层残差探测和修复周跳。利用伪距／载波组合探测和修复6—8周以上的周跳，对修复后的数据进行电离层残差探测，分离发生周跳历元的电离层残差跳变量，得到8周以内的周跳量并修复，实现了30s以内采样间隔任意整周周跳的探测和修复。实验证明此方法是可行的。

北斗卫星伪距多路径偏差改正研究

通过分析不同卫星系统MEO卫星的伪距多路径误差,发现北斗卫星伪距多路径偏差的存在。进一步分析BDS三类卫星伪距多路径误差的变化特征,结果表明,IGSO卫星和MEO卫星的伪距多路径误差存在明显的系统性偏差。选择分段线性拟合和分段多项式拟合两种方法建立北斗卫星伪距多路径偏差改正的经验公式,并比较两种改正方法的效果。分析了北斗卫星伪距多路径偏差改正前后的MP序列和MW组合序列的数据变化特征以及PPP定位结果的差异,验证了经验公式的可行性和有效性。

基于方差分量估计确定GPS/BD2组合定位先验权比

由于GPS与北斗二代(BD2)存在系统差异,两系统进行组合定位时,需合理确定两系统观测值的权比。为此,采用Helmert方差分量估计方法对两个系统的伪距观测值与相位观测值在伪距单点定位与相位相对定位时的权比进行分析。结果表明:Helmert方差分量估计可以得到GPS/BD2组合定位时的合理权比,即伪距观测值先验权比为2∶1,相位观测值权比为1∶1。

一种改正伪距多路径误差的北斗三频周跳探测与修复方法

使用北斗三频观测值提取伪距多路径误差。分析表明,北斗伪距多路径误差达到m级,且变化较快,不能通过历元间差分完全消除,会对周跳探测及修复产生影响。提出一种改正伪距多路径误差的北斗三频周跳探测与修复新方法,能有效控制伪距多路径误差的影响,提高周跳修复的成功率。

改进的BDS三频载波相位组合周跳探测与修复方法

针对低采样率条件下BDS卫星周跳解算可能出现的解的不正确现象,本文提出利用多项式拟合法对组合后的载波观测值进行拟合,然后将发生周跳历元的偏差值与拟合原始值相减,来提高探测精度。结合实例分析,联合多项式拟合的三频伪距相位组合法可以明显提高探测精度,有效解决低采样率条件下BDS卫星周跳解算失败的问题。

BDS-3新频率与Galileo单频组合伪距单点定位精度分析

为对比分析北斗三号(BDS-3)/Galileo相同频率伪距单点定位精度,基于MGEX(Multi-GNSS Experiment)分布的跟踪站实测数据,分析了BDS-3、Galileo以及BDS-3/Galileo单系统单频、双系统相同频率组合和非相同频率组合伪距单点定位精度.经研究发现,BDS-3/Galileo相比单系统有效提升了卫星可见数与卫星空间分布几何结构,在单系统定位方面,BDS-3系统B1C和B2a伪距单点定位精度优于Galileo对应相同频率的伪距单点定位精度,在双系统定位方面,BDS-3/Galileo相同频率组合伪距单点定位精度优于非相同频率组合,双系统组合定位对Galileo单系统定位精度提升优于BDS-3,表明BDS-3相同频率的设计有效地提升了与Galileo系统的兼容性.

三频周跳探测方法的应用研究

基于三频数据能形成长波长、消电离层或弱电离层、低噪声等优良特性的组合,对GNSS现代化后的三频周跳探测与修复提出两种新的方法:相位无几何距离组合结合频间单差法和相位减伪距组合法,并对两种方法做对比分析。

BDS/GPS组合双频伪距单点定位精度分析

随着北斗卫星导航系统的完善,多系统多频组合定位将是今后的发展趋势。针对BDS/GPS组合伪距单点定位性能,利用IGS连续跟踪站数据,分析BDS双频B1/B2,GPS双频L1/L2,BDS/GPS组合双频B1/L1、B1/L2、B2/L1、B2/L2共6种组合下的伪距单点定位精度。分析结果表明,BDS双频组合伪距单点定位精度与GPS双频组合伪距单点定位精度基本一致,BDS/GPS组合增加了卫星可见数,降低了PDOP值,BDS/GPS双频组合定位相比于单系统伪距单点定位精度有了很大提升,为今后的高精度定位提供了借鉴。

北斗系统星源伪距偏差特性分析及改正

北斗卫星伪距观测值存在一类与卫星相关的系统误差,称为星源伪距偏差,MEO和IGSO卫星可以通过其与高度角的关系建立改正模型,而GEO卫星由于其静止特性难以建立基于高度角的改正模型。据此,本文在分析GEO卫星伪距偏差特性的基础上,提出了一种基于奇异谱分析(SSA)的修正方法,并通过双频无电离层组合伪距单点定位(SPP)对比试验来验证修正效果。结果表明:修正后GEO卫星伪距观测值基本上消除了伪距偏差,MP观测值精度在B1、B2、B3频率上分别提高了39.9%、17.9%、29.4%,MW观测值精度提高了41.3%;传统改正模型修正IGSO和MEO卫星伪距偏差对SPP影响很小,而奇异谱分析方法修正GEO卫星伪距偏差使SPP的精度在平面、高程方向上分别提高了11.1%、21.1%。