Galileo伪距硬件延迟对双频单点定位的影响分析

差分码偏差(Differential Code Bias,DCB)是高精度定位和电离层建模的主要影响因素之一。为探讨Galileo系统卫星端DCB改正对双频单点定位的影响,本文推导了Galileo 4种不同频点无电离层组合卫星端DCB改正公式。选取4个MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站连续7 d的观测数据进行标准单点定位(Standard Point Positioning,SPP)和精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)实验,分析改正与不改正DCB对Galileo定位性能的影响。结果表明:DCB改正对SPP定位精度和PPP收敛时间均有提升,但对PPP收敛后的定位精度几乎没有影响。其中,E1/E5b和E1/E5(a+b)组合提升较小,SPP精度提升为亚厘米至厘米级,PPP收敛速度提升率约为2.0%和5.2%;E1/E6组合提升较大,SPP精度提升为米级,PPP收敛速度提升率约为32.3%。E1/E5a、E1/E5b和E1/E5(a+b)组合SPP定位精度和PPP定位性能基本相当,优于E1/E6组合。

北斗三号B1I/B2a相对定位精度分析

为了研究北斗三号导航卫星系统(BDS-3)B1I/B2a相对定位精度,通过GAMIT10.71软件处理澳大利亚地区10个MGEX跟踪站数据。实验结果表明:格洛纳斯(GLONASS)G1/G2的N、E、L基线向量标准差最大分别达到8.00 mm,12.10 mm和10.60 mm;北斗二号导航卫星系统(BDS-2)B1I/B2I的U基线向量标准差最大达到28.70 mm。基线长度与基线长度标准差(STD)呈正相关。BDS-3 B1I/B2a、伽利略导航卫星系统(Galileo)E1/E5a和全球定位系统(GPS)L1/L2的点位中误差和加权均方根(WRMS)整体较小,精度较高;BDS-2 B1I/B2I和GLONASS G1/G2则整体较大,精度较低。实验结果进一步表明:BDS-3 B1I/B2a相比较于BDS-2 B1I/B2I的定位精度有大幅度提升。

弱电离层组合SPP在极区定位效果分析

研究了Klobuchar电离层改正模型和双频消电离层组合在伪距单点定位中的应用。通过实验验证了Klobuchar模型在极区的不适用性,并从理论上分析了消电离层组合在伪码噪声放大方面的缺点。针对消电离层组合中的不足,将噪声放大视为伪距定位中的主要矛盾。在降低伪距噪声和电离层延迟的不完全消除之间寻求平衡,提出了一种兼顾降噪与电离层改正的双频组合,称之为弱电离层组合。利用南极地区多个IGS跟踪站的多天数据,验证了弱电离层组合伪距单点定位相对于消电离层组合具有更好的定位效果,定位精度普遍可以提高15%~30%。不同测站对应的改善程度不尽相同,接收机内部因素造成的观测质量不佳也会使得定位精度改善不显著。

GEO/IGSO/MEO对北斗SPP精度的影响

北斗卫星导航系统混合星座增强了北斗的抗遮挡能力,每种星座卫星对定位精度的影响是目前研究的重点。本文基于北京地区的连续跟踪站BFGY站和ZGDZ站2018年第96天实测数据,采用反向分析法首次分析了GEO/IGSO/MEO对北斗卫星可见数、PDOP值和北斗SPP精度的影响程度,发现每种星座卫星都对北斗卫星可见数有很大的影响,对PDOP值的影响最大达到21;GEO卫星对SPP精度的影响大于IGSO卫星大于MEO卫星。

不同环境下GNSS互操作信号动态性能分析

针对全球导航卫星系统(GNSS)动态应用过程中,观测环境会随着载体运动发生变化,引起卫星可见数、卫星信号强度和观测数据质量的变化,影响用户端导航定位性能的问题,提出一种不同环境下GNSS互操作信号动态性能分析方法:以车载导航为例,抽取开阔路段、半遮挡路段和遮挡路段,从GNSS数据接收能力、数据质量和导航定位性能3个方面,分析不同环境下GNSS互操作信号B1C/L1/E1和B2a/L5/E5a动态性能。结果表明:1)GNSS数据接收能力。3种环境下北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的可观测卫星数大于9颗且PDOP值小于2.4,明显优于全球定位系统(GPS)和伽利略卫星导航系统(Galileo);随着环境遮挡严重,GNSS数据完整率明显下降,数据中断率增加。2)GNSS数据质量。观测环境变化对于信号载噪比和多路径存在明显影响;不同环境下B1C载噪比均值高于41 dB·Hz,且优于L1和E1频率,B2a频率载噪比值均高于43 dB·Hz,但略低于L5频率;BDS-3多路径效应均值优于40 cm,比GPS和Galileo稍差,其中B2a优于B1C。零基线噪声中B1C表现优于E1和L1,其中伪距观测值中L5频率较优,但在遮挡环境B2a优于L5;而载波相位中B1C频率表现最好。3)导航定位性能。不同环境下标准单点定位(SPP)中,L1与B2a精度较优;双频精密单点定位(PPP)中BDS-3 B1C/B2a精度最优,遮挡路段解算精度相较于GPS和Galileo分别提高了38%和10%。

无人机载低成本北斗/GPS实时定位精度分析

北斗卫星导航系统采用3种轨道类型卫星组成的混合星座,抗遮挡能力强,同时创新融合导航与通信能力,具备全球定位、导航、授时服务能力。利用小型无人机搭载低成本北斗/GPS芯片,设计并实现软硬件系统。通过实时回传的观测数据,采用GPS、北斗以及北斗/GPS组合三种定位模式,进行实时单点定位,并对各模式下的可见卫星数、空间几何精度衰减因子和定位精度进行分析与评估。实验表明:无人机载北斗/GPS组合定位,平均PDOP值为1.4,可见卫星数达32,实现了较优的观测几何构型,历元利用率高。北斗/GPS组合模式与RTK接收机获取的坐标比较,在E、N、U方向上定位偏差分别达到2.5m、4.1m和2.4m。

基于LABVIEW的电火花线切割放电点位置分布评价

分析了电火花线切割放电点位置检测原理,介绍了分路电流法进行数据采集的过程,分析了均方差法评价放电点位置分布的均匀性。针对均方差法存在的问题,提出了一种新的评价方法——最大和最小值均值离差法。运用LABVIEW软件编写两种评价方法程序,对两组数据进行评价,对比结果表明最大和最小值均值离差法能够解决均方差法对均匀性评价的问题,以标准值0作为参照标准,评价结果ω值能够定量、可靠地评价均匀性,实用性强,为电火花线切割放电点分布对加工稳定性和加工质量的影响提供了研究基础。

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DCB改正的BDS/GPS/Galileo多频单点定位精度分析

为了实现多频数据融合处理并有效抑制伪距硬件延迟对定位精度的影响,推导了多频标准单点定位的数学模型,给出了多系统双频/三频观测值组合情况下的DCB改正方法,并以5个MGEX监测站连续7 d的实测三频数据进行验证.结果表明,DCB改正后,BDS,GPS,Galileo系统观测值残差的标准差分别减小了74. 3%,66. 1%和71. 2%;单BDS三频单点定位点位精度提高74. 6%;单BDS双频单点定位与三频单点定位精度相当;相比于单BDS,BDS/GPS及BDS/GPS/Galileo组合单点定位精度分别提高了18. 9%和24. 6%,取得了三维3. 640和3. 385 m的定位精度.

中国区域GPS单频点定位在不同类型磁暴主相期间定位性能分析

地磁暴期间,电离层可出现不同程度的扰动,显著影响GNSS导航系统性能.本文针对GNSS系统应用需求,全面分析了不同等级磁暴主相期间GPS单频点定位精度在中国区域(地磁中、低纬地区)的受扰情况.结果表明,定位误差极端值的出现概率与磁暴等级呈正相关,也与测站纬度相关(低纬一般高于高纬),定位精度在U(垂直)方向受影响程度明显强于其他方向,且在磁暴恢复相期间定位精度也可能受到显著影响.上述研究结果对了解磁暴期间中国区域(地磁中、低纬地区)GNSS应用性能、北斗三号全球系统在中国区域的应用性能及系统升级和中国区域电离层扰动特性研究有参考价值.

基于零点定位系统缩短数控机床停机时间

结合公司的生产实际情况,引入先进的快速定位和柔性敏捷装夹技术,研究设计一套通用夹具系统,直接安装于机床工作台上,形成唯一的零基准,无需再校正,能够在3 min内完成夹具的快速更换,实现工件的机外装夹,减少机床60%~80%的停机时间,使设备利用率达到最高点;同时,通过夹具系统的标准化接口,还可在不同加工类型的机床之间高精度、高效率转换,确保加工品质,缩短交货期,提升飞机精密小件工件的高效敏捷装夹技术水平。

丘陵山区高标准基本农田建设时序与模式研究

合理的建设时序和科学的建设模式对高标准基本农田建设具有重要意义。以郧县为例,运用层次分析法和正理想点法,确定高标准基本农田的建设时序;从耕地质量、区位条件以及社会经济条件三个方面进行分析,提出高标准基本农田建设的三种模式。结果表明:郧县高标准基本农田建设时序安排上近期建设区、中期建设区、远期建设区建设面积分别占基本农田总面积的12.88%,37.76%,49.36%;根据高标准基本农田建设的限制因素在各评价单元的限制级别,郧县高标准基本农田建设模式可分为三种类型:耕地质量提高型、区位优化型、社会倡导型三种建设模式。该研究结果可以有效指导丘陵山区高标准基本农田建设。

GPS预报星历和钟差的精度及对标准定位服务的影响

利用IGS的数据和产品分析了1995—2010年的预报星历的精度、预报钟差的精度和标准单点定位的精度,结果显示,所有的精度都有逐渐提高的趋势:广播星历的精度(SISRE)小于2 m,钟差的预报精度为(6～20)×10-9s,标准定位的平面精度为1.0～7.0 m,高程精度为2.5～27.0 m。

北斗系统单点定位精度分析

基于北斗系统和GPS实测数据,分析了BDS单系统与BDS/GPS组合系统在亚太地区的定位精度.结果表明,BDS单系统水平方向的定位精度可达2m,高程方向定位精度可达6m,可满足导航用户定位需求.同时,BDS/GPS组合系统定位精度优于BDS单系统,能提高导航用户定位的可靠性与可用性.

辐射计算法标定航空像片样地—在千岛湖封山育林地区调查中的应用

本文采用标定航空像片样地新方法,解决了像主点落水或选刺像主点困难的难题。此法效率高,点位精度好,用单张像片标定样地,避免了立体观察辐射交会;同时在检查样地时,容易判定移位原因,便于纠正。因此,在千岛湖地区的调查研究中,此法显得简便、易行,是效率高的好方法。

沙门氏致病菌标准阳性模板的构建及实时荧光定量聚合酶链式反应检测

目的:构建重组质粒作为标准阳性模板,建立食品中沙门氏致病菌实时荧光定量聚合酶链式反应检测方法。方法:以致病性沙门氏菌inv A基因上特异性片段为目标,设计并合成引物和Taq Man探针,将目标片段连接到PGM-T载体上构建重组质粒,建立实时荧光定量检测体系,并考察方法的灵敏性、特异性、重复性和准确性。结果:构建出致病性沙门氏菌特异性基因片段的重组质粒,能够作为实时荧光定量聚合酶链式反应检测方法的标准阳性模板,标准曲线方程为Y=-3.151 lg X+42.86(R2=0.999),灵敏度80拷贝反应体系,能特异区分沙门氏菌与类型的细菌,同时,批内和批间的变异系数均小于5%,具有良好的重复性。结论:本方法能够实现对食品中致病性沙门氏菌进行定性定量检测。

一种基于二次型约束最小二乘法的瞬时单点定位算法

在某些具有鲁棒性要求的应用中,标准单点定位(standard single-point positioning,SPP)仍然发挥着至关重要的作用。但是经典SPP的定位精度仍然为米级,不足以满足一些实际应用的需求,如水文测量和机场场面活动的车辆等。针对该问题,通过将先验高度信息融入到SPP算法中来实现瞬时亚米级定位精度,提出了一种基于二次型等式约束最小二乘估计的SPP定位方法。利用实测的GPS(global positioning system)卫星观测数据进行SPP实验,实验结果表明,与无约束SPP相比,本方法有效地改善了定位精度,并且不依赖于载波相位测量,有较高的鲁棒性。

基于TGD/DCB改正的BDS多频单点定位精度分析

文章研究不同频点的无电离层组合模型中时间群延迟(time group delay,TGD)和差分码偏差(differential code bias,DCB)对定位结果影响的差异,给出了北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)双频/三频无电离层组合TGD和DCB改正模型,利用IGS测站数据进行标准单点定位(standard point positioning,SPP)和精密单点定位(precise point positioning,PPP)实验。实验结果表明:对于SPP,定位精度平面方向小于5 m,U方向小于10 m,定位精度提升显著且精度改正为m级,经模型改正的平面方向精度提升大于70%,U方向精度提升大于28%,其中DCB改正效果略优于TGD改正;对于PPP,经模型改正后的定位精度提升并不明显,但加快了滤波的收敛速度;对于PPP,在未经模型改正的情况下,接收机钟差和模糊度参数吸收了绝大部分的误差改正,而对流层延迟参数受到的影响较小。

一种基于广播星历的实时高精度单点定位方法

针对远洋测量无法实时获取精密星历钟差或位置差分改正信息、导航定位精度不高的问题,提出一种基于广播星历的实时高精度单点定位方法。通过广播星历实时获取卫星三维位置和卫星钟差,使用扩展卡尔曼滤波进行数据处理,利用载波相位观测量来实现高精度单点定位。实测数据结果分析表明,该方法的静态和动态定位精度与SPP相比,均有50%左右的提高。可实现在没有精密星历钟差和外部改正信息情况下的较高精度单点定位,满足高精度远洋测绘的要求。

北斗/GPS双频静态伪距单点定位结果对比分析

北斗卫星导航系统于2012年12月对亚太地区正式投入运行。为了对相关性能参数进行全面的分析比较,利用2014年4月在北京采集的观测时间56 h历元间隔10 s的原始双频数据,分别得到北斗与全球定位系统的静态伪距单点定位结果。北斗的可见卫星数多于全球定位系统,但是由于星座布局尚未完善,北斗的位置精度因子(Position Dilution of Precision,PDOP)均值为2.49,略大于全球定位系统的位置精度因子均值2.12。北斗的单位权中误差均值为2.28 m,全球定位系统为2.50 m,说明北斗的测距精度优于全球定位系统。北斗粗差出现的频次为0.57%,全球定位系统为1.02%,北斗的可用性优于全球定位系统。剔除粗差值后,北斗在水平、高程的内符合精度(3.24 m,4.40 m)优于全球定位系统(3.90 m,5.57 m),但与标准坐标的差值(8.50 m,3.73 m,-0.80 m)不如全球定位系统(4.50 m,2.25 m,0.56 m),即稳定性优于全球定位系统,但准确性不如全球定位系统。可以预计,随着北斗星座系统的完善,定位性能会进一步提高。