New Regional Satellite Positioning Constellation Scheme Discussion

The characteristics of present “Beidou” satellite positioning system are analyzed. In order to perfect our country regional satellite positioning system, the idea of “Beidou” geosychronous earth orbit （GEO） satellites combined with some middle earth orbit （MEO） satellites constellation is put forward. The details of general satellite constellation optimized method are described, using this method the multiple positioning constellation design results are gained. And those results belong to two type of sehems, one is 2 GEO plus some MEO satellites and the other is 3 GEO plus some MEO satellites. Through simulation and comparison, among those multiple design results, final optimized regional positioning constellation is given. In order to check the chosen constellation cover performance, the position dilution of preeision（PDOP） is calculated, and with ,satellite constellation simulation software Satlab many coverage performances of the chosen constellation substellar point track, elevation, azimuth and visible satellites number changing situation are also simulated.

香港地区非差非组合PPP-RTK定位性能评估

为探究非差非组合(UDUC)PPP-RTK模型定位性能,基于香港地区连续运行参考网(CORS)数据进行分析研究。首先采用服务端PPP-RTK模型处理参考网观测数据,得到对应区域的卫星、大气产品;随后用户站基于网端产品进行解算,得到各历元的位置结果;最后将PPP-RTK解算结果与单基线电离层加权(IW)RTK模型和电离层浮点(IF)RTK模型处理结果进行比较分析。结果表明,在大气产品约束下,PPP-RTK模型的单历元解算结果能达到99%以上的模糊度固定成功率,固定解的平面精度、垂直精度分别优于1、4 cm;多历元解算(静态仿动态)在任意时间均能实现首历元固定模糊度,固定解的平面精度、垂直精度分别优于1、2 cm。在没有大气约束的条件下,PPP-RTK静态仿动态解算在2~5 min内实现模糊度首次固定。经过比较,UDUC PPP-RTK在定位精度、模糊度固定成功率、模糊度固定速度面均远优于单基线IW RTK和IF RTK模型,可实现全天候、可靠的、实时动态的高精度绝对定位,在国防建设、交通运输、精密农业等领域具有更加广泛的应用前景。

北斗区域导航单点服务性能测试与分析

介绍了卫星导航系统基本性能指标及其评估方法,依据圆概率误差(CEP)、双倍距离均方根差(2DRMS)方法,对测点定位精度进行了分析。首先,仿真分析了实测数据下精度因子(DOP)与可见星数目的变化关系。然后,统计分析了测点在不同飞行阶段下的接收机自主完好性监测可用性和服务连续性时间百分比。结合实测数据的仿真分析结果表明:可见星数目大于7颗,能够满足定位要求;测点在95%置信概率条件下,三维定位精度优于20 m,水平精度优于15 m,垂直精度优于20 m,该服务精度满足飞行非精密进近(NPA)阶段导航性能要求。

北斗卫星导航区域系统发展应用综述

简要介绍了北斗卫星导航系统(北斗系统,BDS)的发展思路和发展规划,综述了北斗卫星导航区域系统(北斗二号系统)的发展简况、应用特性和应用现状。

GNSS在极区环境下的定位性能分析

为了评估武器装备在极区的卫星导航定位性能,从可见卫星数、PDOP值以及定位精度等方面对比分析了GPS、北斗以及GPS/北斗组合系统的定位效果。对南极中山站数据分析的结果表明:北斗可见星数在13~21颗之间,一天内可用性达到100%,PDOP值在1~2之间变化,伪距单点定位在东北和天方向的精度分别优于3 m和6 m,定位精度明显优于GPS;北斗/GPS组合系统三维精度相对于GPS和北斗单系统分别可提高48%和15%。

北斗区域和GPS组合系统国内典型地区定位性能分析

为掌握北斗区域和GPS组合系统在国内典型地区的定位性能,利用STK软件建立了北斗区域和GPS组合系统星座,在此基础上对北京、昆明、漠河、武汉、拉萨、乌鲁木齐、曾母暗沙等站点的卫星可见性和几何精度因子进行了仿真分析。研究表明北斗区域和GPS组合系统定位性能相比单系统有显著提高,可满足高精度导航定位需求。

不同模式下BDS动态PPP精度分析

针对接收机可能存在解码差异,导致北斗卫星导航(区域)系统(BDS-2)与北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)间存在系统偏差(ISB)的问题,分析不同模式下北斗卫星导航系统(BDS)动态精密单点定位(PPP)精度:通过2种组合4种ISB处理场景下的BDS动态PPP实验,给出分析结果。结果表明,B1I/B3I信号可见卫星数和位置精度因子(PDOP)均最优,B1C/B2a和L1/L2信号可见卫星数和PDOP均相当;在无电离层组合模式下,大多数测站采用白噪声ISB估计更易加速收敛,与不估计ISB相比,在东(E)、北(N)、天(U)方向的收敛时间分别提升了-0.47%、3.18%和0.94%,收敛精度分别为1.90、1.70、5.44 cm;与无电离层组合模式相比,非差非组合受不同ISB估计的影响差异更大,因此,在使用非差非组合时,一定要选择合适的ISB估计策略;B1C/B2a组合在BDS-2服务范围外,表现出更好的动态PPP定位性能。

北斗二号与北斗三号定位精度对比分析

为了进一步检验北斗三号基本系统的基本导航定位服务性能,首先阐述北斗卫星导航系统发展历程及定位原理,然后在成都地区相同时间、地点、测试环境下,对北斗二号和北斗三号B1I频点、B3I频点单频定位性能进行测试分析。结果表明:在95%置信度条件下,北斗三号B1I频点定位精度与北斗二号定位精度基本相当;B3I频点定位精度优于北斗二号;位置精度衰减因子(PDOP)值分布在0~2范围内,明显优于北斗二号。

全球卫星导航系统发展现状与趋势

为了进一步研究全球卫星导航系统(GNSS)的应用和发展,通过介绍GNSS发展演变的过程,阐述各GNSS的技术进步,最后给出今后的发展趋势:GNSS业已经历40a的里程,从20世纪70年代中后期开始建设的美国全球定位系统和苏联格洛纳斯卫星导航系统,到21世纪初开始建设的中国北斗卫星导航系统和欧洲伽利略卫星导航系统;至2020年,以上4个GNSS将全部投入完全服务,从而构成包括全球系统、区域系统和星基增强系统在内的GNSS系统之系统。

北斗系统在南极中山站地区的基本定位性能评估

对北斗区域卫星导航系统(BDS)正式运行后在南极中山站地区的基本导航定位性能进行了评估,包括卫星可用性、位置精度因子(PDOP)、伪距观测值质量、电离层模型精度及单频伪距导航定位性能等方面。对南极中山站地区实测数据分析的结果表明,首先,北斗卫星导航系统的可用性与伪距观测值质量在总体上与GPS处于同一水平,并已初步具备了全天导航定位的能力,但存在卫星分布不够均匀、GEO卫星高度角较低、电离层模型精度较差等问题。其次,北斗单频伪距单点定位北、东方向的精度分别优于22m和9m,高程方向优于25m;超短基线的单频伪距差分定位在北、东、高程三个方向的精度分别为3.6m、2.3m和3.3m;总体而言与GPS相比有一定差距。最后,北斗/GPS组合定位相对于单一的GPS定位不仅增加了系统的可靠性,还对定位的精度有明显改善,对于单频伪距单点定位、伪距差分定位的三维点位精度可分别提高10%、22%。

北斗卫星导航系统(一期)星座轨道稳定性设计

星座稳定性设计是星座总体工程设计的主要内涵.针对北斗卫星导航系统(一期)星座稳定性设计问题,在利用解析方法深入分析星座摄动运动规律的基础上,综合考虑系统覆盖、导航精度、几何构型等约束条件,提出一种将发射部署、被动摄动、主动控制相结合的星座稳定性一体化设计方案.北斗星座系统的部署和运行结果表明:在时间和空间尺度上,星座动态几何因子(DOP值)稳定,重点服务区域动态DOP值小于4.2,在受限于构型维持控制的卫星可用性指标方面:IGSO卫星可用性大于99%,GEO卫星平均可用性大于96.7%.

北斗区域星座对相对定位精度的影响分析

首先介绍了北斗系统的区域星座特点,然后从相对定位几何精度因子(relative dilution of precision,RDOP)和定位误差两方面进行精度分析,初步得出了北斗相对定位精度与区域星座的关系。理论分析和实验结果都表明,在我国范围内采用北斗卫星导航系统进行短基线相对定位时,其东西方向定位精度优于南北、高程方向;南北方向与高程方向的定位误差呈负相关;北斗相对定位精度随纬度增加而降低;与GPS相比,北斗相对定位在南北方向精度略差;载波相位相对定位精度受北斗区域星座的影响略大于单频伪距差分。

北斗卫星导航系统的星座性能分析

本文分析了星座结构为5颗GEO卫星、3颗IGSO卫星和27颗MEO卫星的北斗卫星导航系统所能够提供的星座性能指标。初步分析表明北斗卫星导航系统能向全球用户提供理想的卫星可见数、PDOP值和定位精度,这些指标与GPS系统相一致。对于中国大陆区域内的用户来讲,由于有5颗GEO卫星和3颗IGSO卫星的增强作用,COMPASS系统所提供的性能指标明显优于GPS系统。