低成本GNSS终端多普勒平滑伪距定位算法

随着低成本全球卫星定位(GNSS)终端硬件性能的不断提升,其在定位领域的应用也更加广泛,然而低成本GNSS终端在数据采集中常受观测环境的影响,使得载波相位观测值的高精度定位较为困难。伪距定位算法因其定位模型简单且实时性好的优势被广泛使用,因此本文利用多普勒平滑伪距方法,充分利用了多普勒观测值的作用,通过多普勒平滑伪距噪声来提升观测值的测量精度,利用多普勒平滑伪距模型对静态与多种动态环境下的平滑效果进行测试和分析。实验结果表明:在静态情况下,采用多普勒平滑伪距算法,伪距单点定位与伪距实时差分定位模型定位中平面精度较平滑之前分别提高了25%与31%;在动态环境下,有遮挡动态实验其精度提升30%以上,空旷情况下定位精度提升15%以上,快速运动过程中其提升能达到20%左右。表明通过多普勒平滑伪距算法可以显著提高低成本GNSS终端的定位精度。

远海环境低成本RTK接收机多路径效应与平滑伪距单点定位性能

低成本RTK接收机抗多路径性能较弱,导致远海环境中的单点定位性能显著下降。综合分析远海环境中载波相位平滑抑径算法对低成本RTK接收机单点定位性能的影响。结果表明,远海环境中RTK接收机的多路径效应为陆地环境的2~3倍,E5频点的抗多路径性能最强;平滑抑径效果与伪距多路径效应大小有关,采用平滑抑径算法后,RTK接收机SPP定位精度在远海环境提升62%,在陆地环境提升24%;平滑抑径后GPS/Galileo/BDS-3多系统SPP定位精度优于1 m,可满足海上较精细作业的需求。

BDS-3不同频点双频组合伪距单点定位性能分析

北斗卫星导航系统(BDS)在进行双频单点定位时通常固定使用B1I和B3I频点组合。为充分探究BDS-3系统的定位潜力,针对BDS-3不同频点双频伪距单点定位(SPP)性能展开研究。推导了卫星差分码偏差(DCB)改正公式,并建立了BDS-3任意双频组合SPP数学模型。利用全球35个多模GNSS实验(MGEX)跟踪站121 d的实测数据,采用改进的RTKLIB软件进行了全球范围内BDS-3双频无电离层组合SPP解算实验。首先,对BDS-3的6种频点信号质量进行了全面评估,包括信噪比、多路径效应和数据可用率等指标。其次,对基于DCB改正的14种BDS-3双频伪距组合进行了性能对比。研究发现,在多路径误差、信噪比及数据完整率等多项指标上,B2ab信号质量最高,B2b与B2a其次,B3I与B1C次之,B1I表现较差。在BDS-3的14种不同双频组合SPP性能比较中,基于DCB改正的定位精度明显优于未加DCB改正的情况。DCB改正相对未改正可以将三维精度由14.9~31.2 m显著减小到1.7~15.5 m。受无电离层双频组合模型噪声放大系数的影响,最优组合为B1C&B2a,最差组合为B2a&B2ab,两者数值分别为1.7 m与15.5 m。以上结论可以为BDS-3伪距定位在车载导航等方面的应用提供参考。

GPS单频精密单点定位软件实现与精度分析

建立了半和改正单频精密单点定位的数学模型，利用单频载波相位与C／A码伪距观测值，综合考虑各种误差改正模型，开发了单频精密单点定位解算模块TriP—SF，利用不同运动状态的实测数据进行了静态、静态模拟动态、车载动态及机载动态定位试验。试算结果表明，单天静态平面与高程定位精度均达到cm级，略低于当前双频精密单点定位的精度；动态定位平面位置精度为0．2～0．3m，高程方向为0．5m，能够满足dm级的定位要求。另外，动态定位精度与载体机动性的强弱有一定的相关性。

BDS、GPS及其组合系统伪距单点定位精度分析

为研究北斗卫星导航系统(BDS)和BDS/GPS组合系统的定位性能,根据实测数据对比分析了GPS、BDS及BDS/GPS组合系统的可见卫星数、空间位置精度因子(PDOP)和伪距定位结果,以及BDS地球静止轨道(GEO)和中圆轨道/倾斜轨道(MEO/IGSO)卫星的定位结果;针对BDS与GPS观测值之间的精度差异,分别采用等权模型、高度角模型和Helmert模型研究组合系统的最优随机模型。研究表明:组合系统卫星的空间几何分布优于单系统;BDS定位的平面精度低于GPS,高程精度高于GPS,而BDS/GPS组合系统平面和三维精度高于单个系统;Helmert验后估计模型能够提高BDS/GPS组合定位的高程和三维定位精度。

GPS伪距单点定位程序实现若干问题

GNSS伪距定位原理简单,方法易于实现,进行GNSS数据处理时需要经常涉及。以GPS为例,详细介绍伪距单点定位原理及解算模型,基于Visual C++平台,编写GPS伪距单点定位程序,重点给出了程序实现中的关键点和易于出错之处的详细解决思路。并结合算例计算分析,定位精度在10m以内,满足导航定位要求,验证了问题解决的正确性和程序设计的合理性。

基于区域电离层建模的单点定位应用分析

采用华东某省级区域CORS站数据,利用组合观测值提取测站电离层延迟,建立区域电离层模型;并将自估WHU电离层产品应用于流动站单双频定位。实验结果说明采用WHU产品的单频伪距单点定位(SPP)的定位结果明显优于CODE及双频SPP;同时,相对于CODE,WHU的单频PPP定位精度在三个方向的提高约为10%～30%,平面达到1～1.5 dm,高程2～2.5 dm;利用WHU产品进行双频PPP及中断重收敛实验,结果说明高精度电离层产品对提高初始定位精度、加速收敛以及中断后重收敛具有明显作用。

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。

相位平滑伪距对GNSS定位精度的影响

为了提高精密单点定位和双差网解算结果的精度,提出利用相位平滑伪距来提高GNSS定位精度的方法:给出数据预处理的方法和流程,分析处理后的观测值来解算动态伪距单点定位和动态精密单点定位结果,然后分析解算国内5个IGS站精密单点定位结果和双差网解结果。结果表明:单历元的伪距单点定位的精度比通常情况下的伪距单点定位要高出一个数量级,而单历元的精密单点定位结果要比通常定位软件数据预处理后的精度高0.5～1.5cm;利用精密单点定位解算IGS站获得的定位结果内符合精度均在2mm以内,外符合精度均在1～3cm,而双差网解获得的定位结果内符合精度均在1.5mm以内,外符合精度均在毫米级。

基于STM32开发板的BDS/GPS数据实时采集与解码研究

针对实时接收BDS/GPS数据丢失、存储不合理、解码精度低等问题,提出以基于STM32F103RET6微控制器为核心的开发板为载体,通过编写数据实时采集与解码算法,实现对数据的存储与计算,得到高精度的伪距、载波等观测值,并实时输出BDS/GPS组合系统伪距单点定位结果。测试结果表明,单点定位的标准差为9m左右,均方根误差为14 m左右,该开发板运行稳定、使用方便,可为实现多系统数据实时采集、解码和差分计算提供基础。

Locata单点定位精度研究

介绍Locata伪距和载波相位单点定位的方法。通过仿真数据和试验,分析基准站个数对定位精度的影响,比较伪距定位和观测值组合定位的精度,验证了载波相位定位结果的稳定性。分析表明,Locata静态单点定位的精度可以达到cm^mm级。

基于改进的Hatch滤波GPS/BD组合系统单点定位

通过研究GPS与北斗组合系统伪距单点定位,利用平滑伪距的方法提高了组合系统伪距单点定位的精度。本文首先采取了P码对C/A码伪距单点定位进行修正,之后利用常用的Hatch滤波模型,利用载波进行伪距平滑,但对Hatch滤波解算进行了改进,也是本文的核心部分,单一频率分段滤波,不需要求解整周模糊度和电离层改正的基础上,降低定位时间和成本的基础上,精度提高,速度更快,对观测时间要求更低。

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。

GNSS伪距单点定位及其实现——GNSS卫星导航定位方法之一

GNSS伪距单点定位,是一种较简易且非常实用的卫星导航定位方法,用户只需使用一台GNSS信号接收机,就能够全天候、全天时和全球性地测量运动载体的7维状态参数,本文简要地论述了GNSS伪距单点定位的基本原理及其实现。

基于LS-PSO的北斗伪距单点定位算法

北斗伪距单点定位具有易于实现、不存在整周模糊度、速度快等特点,具有很大的研究和应用价值;传统最小二乘法由于引入了线性误差、对初始值依赖性强而导致定位精度低;为了提高北斗伪距单点定位的精度,通过分析最小二乘法和粒子群算法的优缺点,提出了一种LS-PSO组合算法;首先利用最小二乘法定位计算接收机的大约位置,作为粒子群算法解的基准值并建立解的搜索空间,然后利用粒子群算法得到全局最优值,解算出精度更高的结果;经过实验验证,LS-PSO组合算法可以稳定的解算出m级精度的定位结果,并且三维方向偏差都在大约5m以内;最后通过与遗传算法的收敛情况和最小二乘法的定位精度进行对比,证明LS-PSO组合算法可以快速的收敛到最优解并且有效的提高了北斗伪距单点定位精度。

GPS、BDS与GPS/BDS伪距单点定位与差分定位精度分析

为了提高GPS、BDS和GPS/BDS组合系统伪距单点定位与差分定位的精度,给出相关的数学模型、参数估计及误差处理方法。实验结果表明:差分定位精度明显较伪距单点定位的精度提高很多;在伪距单点定位中,GPS的精度和GPS/BDS组合系统的精度大小相当,BDS较GPS和GPS/BDS组合系统的精度低,尤其天顶方向误差最大;在伪距差分定位中,伪距双差定位精度较伪距单差定位精度有所提高,BDS和GPS较GPS/BDS组合系统的差分定位精度低。

QZSS亚米级增强服务和MSAS增强定位性能评估

日本QZSS亚米级增强服务(SLAS)和多功能卫星增强系统(MSAS)均用于增强单点定位性能,但其服务范围和服务原理不尽相同。为了对这两种增强服务进行增强性能评估,以伪距单点定位结果为基础,比较在日本境内和中国及周边地区使用这两种增强服务增强后的定位结果,分析和评估不同地区两种增强服务的增强性能和适用性。结果表明:在日本境内,SLAS和MSAS均能显著实现定位增强效果,SLAS在水平和高程方向定位精度分别为0.55m和0.9m,提升约51.8%和73.8%;相应地,MSAS定位精度分别为0.69m和0.97m,提升约39.8%和71.8%;表明前者增强效果更好。在中国及周边地区,MSAS增强定位效果更好,但要求离中心服务区越近越好;SLAS也能增强定位效果,但提升效果较小,且当测站离中心服务区超过一定距离时,会出现定位精度负提升的情况。

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%。

基于北斗卫星导航系统伪距单点定位研究

随着北斗卫星导航系统的不断发展与完善,系统的定位方式、可靠性及服务精度等方面的研究受到测绘行业的共同关注。围绕伪距单点定位方法,从单点定位模型建立和各项误差改正进行研究。通过编写的数据处理程序,利用实测数据,验证了单点定位模型选取和误差改正方法的有效性和可行性,实现了北斗伪距单点定位数据处理和精度评定。

智能手机单点定位随机模型与平滑方式分析

针对智能手机GNSS原始观测数据质量差,方差分量估计随机模型研究较少等问题。文章研究了等权、高度角、信噪比及验后方差分量随机模型对智能手机单点定位的影响,同时借助多普勒和相位观测值平滑伪距,从动态和静态2种模式下分析伪距平滑方式对定位的影响。结果表明:相比于等权、高度角模型,信噪比模型更适用于智能手机单点定位;使用验后方差分量模型处理多系统观测值可以提高定位精度,基于高度角先验和信噪比先验的方差分量模型定位精度大体相当;动态和静态测量模式下2种伪距平滑方式均可提高单点定位精度。