电离层延迟变化自模型化的载波相位平滑伪距算法

传统的单频载波相位平滑伪距算法因受到电离层延迟变化的影响,容易出现平滑结果发散和精度下降的问题,而现有的解决方案对精度提高有限或需要外部精密电离层改正数据的支持。本文研究了电离层的变化规律并建立回归模型,在此基础上提出了一种自模型化电离层延迟变化的单频载波相位平滑伪距算法。此算法利用伪距和载波观测量中含有的电离层延迟信息进行电离层延迟建模,从平滑伪距中扣除了历元间电离层延迟变化值,有效避免了平滑伪距的发散问题。利用自编软件GNSSer实现了电离层自模型化的载波平滑伪距算法,并采用静态与动态实测观测数据进行了定位试验和精度分析。算例结果表明:①长时段常规Hatch滤波受电离层影响非常严重;②自模型化电离层延迟可达厘米级的精度,在30 min窗口内,使用线性移动开窗拟合法效果最佳;③自模型化电离层改正可以有效消除平滑伪距电离层影响,随着时段窗口的增加,精度没有降低;④利用本文提出的算法进行逐历元单频平滑伪距单点定位,在静态与动态的NEU方向都达到了亚分米级别的定位精度,其中,动态定位测试中水平和高程方向精度为6.25和10.4 cm,比原始伪距分别提高了5.4倍和3.3倍。

伪距波动原因中的星体多径因素排除

针对卫星可视弧段内伪距测量异常波动现象,从信号质量监测角度研究了卫星可视弧段内导航信号测距偏差变化问题,确认伪距波动是否由星体多径引起.利用大口径天线跟踪北斗卫星,采用两套采集设备实现了卫星可视弧段内的B1频点信号多次高载噪比采集,根据基于参考波形的测距偏差估计方法分别处理多组采集数据,获得了不同仰角上的测距偏差.在一个仰角下的采集数据,当滤波器带宽远远大于信号带宽时,采样率与下变频器均不同的两套采集设备获得的测距偏差相同,且测距偏差均与相关间距及滤波器带宽有关,但当滤波器带宽超过15 MHz后,测距偏差的差异可以忽略.比较不同仰角下的测距偏差,在卫星可视弧段内测距偏差变化很小,因此认为星体多径引起卫星可视弧段内信号质量的变化不是伪距测量异常波动的原因.

北斗卫星导航系统海拔依赖性伪距变化特性分析

为了验证第三代北斗系统的新设计和新技术,该研究以北斗-2卫星上常见的三种新型民用信号为研究对象,利用不同类型的接收器在不同位置采集的观测数据,研究了这三种新型民用信号在编码测量中海拔依赖系统偏差的特征。结果表明,新型民用信号B1C多径组合残差的均方根值大于B2a和B2b信号的均方根值,这表明B1C往往比B2a和B2b更受多径效应的影响;此外基于配备全视图天线的不同接收器,北斗-3在轨验证卫星的传统B1C,B2a和B2b频段不存在海拔依赖性的伪距偏差。

北斗IGSO/MEO卫星伪距码偏差精化建模方法研究

北斗倾斜地球同步轨道（inclined geosynchronous orbit,IGSO）卫星和中轨（medium earth orbit,MEO）卫星的伪距码观测值存在系统性偏差,针对该偏差的现有建模方法（两步法）包含模糊度消除策略的误差,提出了一种基于历元间差分的一步建模方法,建立了同类型卫星整体的伪距码偏差三次多项式改正模型,并与现有的离散点改正模型进行对比。同时,针对每颗IGSO/MEO卫星的独特性,利用一步法逐卫星建模并评估其改正效果。结果表明,相对于现有的离散点改正模型,精化模型将IGSO/MEO卫星的MelbourneWübbena（MW）值的稳定性平均提高了23.88%,C08卫星的提高幅度最大,约为32.26%。