不同测量型接收机观测数据质量对比分析

针对不同全球定位系统(GNSS)测量型接收机观测数据质量差异问题,基于国内外5款GNSS测量型接收机的实测数据,从数据完整率、载噪比、多路径误差和周跳比指标对各接收机观测数据质量进行评估.实验结果表明:综合数据完整率、载噪比和周跳比看,JAVAD TRE_3接收机数据质量优于TRIMBLE NETR9、SEPT POL...     

基于多观测方程融合的北斗卫星周跳探测方法

列车在利用北斗卫星载波相位高精度定位时,载波相位数据需要进行周跳的探测与修复.由于载波观测方程受接收机钟差、电离层延迟、对流层延迟和多路径等误差的影响,对一个观测方程使用卡尔曼滤波法探测周跳有其局限性.本文提出多观测方程融合法探测周跳,利用自适应卡尔曼滤波对多观测方程分别进行探测,得到相应的探测结果和协方差矩阵,并通过加权最小二乘法进行融合,求得最优的周跳结果.经实测数据计算,本文提出的方法能够判别北斗卫星的钟跳和周跳,同时具有减小误差影响,提高特殊组合情况下的周跳探测能力,且探测精度高.     

GPS/GLONASS/BDS/Galileo数据质量的对比分析

论文采用MGEX（Multi-GNSS Experiment, MGEX）80个观测站点数据,选择数据利用率、周跳比和多路径效应等运用Anubis软件研究了定位性能的定量评价方法。结果表明,GPS、GLONASS和Galileo数据利用率的平均值均大于设置的阈值（80%）,而BDS数据利用率的平均值较低,仅为58.04%;周跳比平均值从大到小依次为Galileo、BDS、GPS和GLONASS;所有频点中,Galileo系统E5频点多路径效应平均值最小,GLONASS系统G1频点多路径效应平均值最大。以定位精度和收敛时间作为定量评价指标,分别选取数据质量不同的观测站进行静态模拟动态单系统精密单点定位解算,分析表明周跳比对定位精度的影响程度更为显著,数据利用率和多路径效应与收敛时长无显著关联,周跳比大的数据收敛快。     

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.     

城区环境下鲁棒定位算法

在城区环境下,不依赖于辅助的手段,获得定位结果面临两大困难.由于信号非常微弱,接收机不能获得伪距等观测量导致无法得到定位解.接收机即使通过弱信号处理等增强措施,获得伪距等观测量,但是由于观测量误差较大,依然不能获得满足要求的定位结果.本文主要针对以上两个问题,提出了各自的解决方案：常规接收机需要完整跟踪4颗或者以上的卫星才能获得定位结果.在城区环境下很难有4颗以上的卫星同时满足要求,因而无法实现定位.本文提出了一种新的方法来解决该问题.只要接收机进入到跟踪模式,即获得1ms以内的观测量即可实现定位.通过延长相干积分的方式,即使信号功率电平在解调门限以下,只要接收机能够跟踪信号,就可以获得定位结果.针对城区环境下多径现象引入的测距误差,导致定位结果偏差较大,本文利用故障诊断的原理,对获得的伪距观测量进行非线性加权处理来改善定位精度.为了验证该算法,采用实际采集的数据来进行验证.     

北斗卫星导航系统多路径效应分析

多路径效应对于卫星导航一直是难以有效克服的问题,近年来一直是国内外相关学者们致力研究的重要课题。本文利用某型高精度监测接收机在(23°17′N,116°40′E)对北斗卫星的观测数据,分析了北斗系统IGSO、GEO以及MEO这3种类型卫星观测数据的多路径效应。结果表明:北斗系统的卫星高度角与其多路径值成负相关;北斗系统的卫星频点B1和频点B2的多路径值变化情况基本相同;北斗系统的卫星多路径值在高度角低于30°时波动较大。     

北斗三号卫星新信号数据质量分析

目前,北斗三号卫星导航系统(BDS-3)新增了互操作信号B1C和B2a,为保障BDS-3的定位精度,有必要对新信号的观测数据进行全面分析。文章选取2020年4月1日至10日共10 d 19个iGMAS跟踪站的观测数据,从数据完整率、信噪比、多路径效应、电离层延迟变化率等4个方面进行评价,并与GPS L1/L5和Galileo E1/E5a对比,对9颗BDS-3中圆地球轨道(Medium Earth Orbit, MEO)卫星的观测数据进行评估。结果表明:B2a在数据完整率、信噪比、多路径效应方面略优于B1C,但差距不大,B1C在抑制电离层延迟变化率方面优于B2a; BDS-3的B1C/B2a与GPS、Galileo的兼容频率基本处于同一水平,在信噪比、电离层延迟变化率等方面甚至优于L1/L5、E1/E5a。     

变形监测中GPS多路径效应的削弱方法研究

本文主要从GPS的基本观测方程出发,通过数学分析的方法,在GPS观测值之间建立数学模型,进一步分别推导了伪距观测值和相位观测值中多路径效应的影响。此外,主要研究了利用相位平滑伪距削弱伪距多路径误差的方法,以及利用小波分析的方法对GPS多路径值序列进行分解和重构,提取出高精度的多路径误差,并通过实验数据分析了几种方法中的多路径效应。     

单频非差相位观测值的周跳探测与修复方法

周跳探测在高精度GPS(global positioning system)数据处理中一直都是比较重要的环节.实际数据处理中可根据具体测量模式和需求采用已有的若干经典周跳探测方法,但单频非差相位观测值的周跳探测与修复则比较困难.为此提出一种新的周跳探测方法,它是基于灰色理论对伪距和载波相位观测值构造的周跳检验量进行建模,通过模型预测检验量的阈值范围对比实测值来判断是否发生周跳.通过对实测GPS静态数据在不同采样率下分别进行周跳探测与修复算例分析,结果表明对于高采样率的非差相位观测数据能够快速和准确地修复周跳,为非差精密定位提供了较好的数据质量控制.     

相位平滑伪距辅助GNSS三频非差数据实时周跳探测与修复

针对目前几乎所有三频周跳探测与修复方法都会受到伪距噪声和多路径效应影响的问题,提出了采用相位平滑伪距方法来辅助三频周跳探测与修复.采用GPS/QZSS和BDS实测三频数据对该方法进行了验证.结果表明:该方法可大幅削弱伪距噪声和多路径效应对周跳修复的影响,提高周跳确定成功率.经过相位平滑伪距后,周跳浮点值与真值之间的均方根(RMS)误差,对于GPS/QZSS三个频点L1,L2,L5平均分别降低40.389%、40.758%和40.023%,对于BDS三个频点B1,B2,B3平均分别降低12.083%、14.290%和18.781%.     

北斗三号码观测值评估及定位精度分析

随着北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)完成全球组网，北斗三号(BDS-3)3个新频段观测值和定位精度需要评估。文章选取全球范围20个国际GNSS服务(International GNSS Service, IGS)组织的监测站数据，从信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)、伪距多路径(multipath, MP)误差和伪距定位误差方面综合对比BDS-3的6个频段码观测值数据。结果表明：6个频段的SNR从大到小依次为B2a+b、B3I、B2a、B2b、B1C、B1I;6个频段的伪距MP误差从小到大依次为B2a+b、B2a、B3I、B1C、B2b、B1I;B3I频段观测值定位精度最高，B2a+b、B2a频段定位精度相当，且优于B1C频段；目前接收机跟踪BDS-3新频段的可见卫星数相对较少，独立解算时误差较大，稳定性较差。研究结果可为BDS-3应用和发展提供参考。     

北斗导航卫星伪距偏差特性及减弱方法

导航卫星信号的非理想特性会引起伪距测量产生偏差,具体表现为相同类型接收机具有相同伪距偏差,不同类型接收机的伪距偏差不一致.当提供导航定位服务产品的接收机技术状态与用户端不一致时,伪距偏差将引起导航定位服务性能降低.本文利用超短基线双差伪距O?C(Observation Minus Computation)方法计算了BDS(Beidou Satellite Navigation System)的伪距偏差,发现在早期试验卫星阶段的不同状态接收机之间存在较大的伪距偏差现象,设计了接收机环路参数调整、改变抗多径算法和卫星预失真滤波器参数调整三种减弱伪距偏差的方法.分别试验验证结果表明,接收机环路参数调整能大幅降低卫星之间的伪距偏差,B1I各颗卫星伪距偏差标准差由0.63 m降低至0.36 m;抗多径算法会造成额外的伪距偏差,窄相关算法能大幅减小伪距偏差,B1I各颗卫星伪距偏差标准差由0.36 m降低至0.18 m;调整卫星预失真滤波器参数能在一定程度上减小伪距偏差,单颗卫星伪距偏差降低约0.3–0.4 m.最后,针对BDS卫星伪距偏差解算无固定参考基准的问题,设计了一种基于外频标非实时双差O?C方法,利用该方法分别处理了BDS和GPS(Global Positioning System)数据,并对两个系统卫星伪距偏差的特性进行比较分析.结果表明,BDS和GPS卫星都存在伪距偏差;GPS卫星L2C伪距偏差与BDS-3卫星B1C数据支路相当;GPS卫星L1CA伪距偏差与其兼容互操作的BDS-3卫星B1C导频支路相当;L5C与其兼容互操作的BDS-3卫星B2a信号相比伪距偏差更大.     

GPS差分基准站高精度基准坐标测定方法研究

为提高基准站基准坐标定位精度,针对基于接收机长时间观测进行等权平均确定基准坐标的直接测量法不足之处,提出利用载波相位平滑伪距改善伪距测量精度。并基于平滑伪距分别对最小二乘法、卡尔曼滤波、衰减记忆滤波三种定位模型进行仿真分析。仿真结果表明:基于载波相位平滑伪距的衰减自适应记忆滤波定位方法能够有效提高定位精度,为差分基准站获取高精度位置坐标适用方法。     

GPS技术在施工测量中的应用

1 概述 1.1 GPS技术简介 GPS技术（全球定位系统）是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的。该系统从本世纪70年代初开始设计、研制。根据最初设计思想,利用接收卫星发射的伪随机噪声码（P码）为美军及北大西洋组织的盟军提供米级导航定位,同时将定位精度为数十米的C/A码伪距提供民用导航定位。 80年代初,许多学者的研究表明GPS卫星的载波信号也可以用于定位,并提供比伪距定位高得多的精度。特别是载波相位差分定位技术的出现,推动了早期测量型商品的接收机的研制。当时GPS…     

基于时钟偏差模型的GPS不完整星座定位方法

为使GPS接收机在卫星星座不完整情况下仍能定位,提出采用接收机时钟偏差模型辅助接收机定位的方法.将模型预测的时钟偏差引入伪距线性化定位解算方程中,保证了在GPS星座不完整时仍能给出接收机的位置.基于GPS实测数据的验证分析表明,该方法的定位精度在标准误差范围内.同时,该方法具有计算简单、有效可行的特点,可以方便地嵌入到GPS接收机中.     

双频GPS数据的最优相位平滑伪距算法研究

相位平滑伪距算法可以有效抑制多路径效应对伪距的不良影响,其计算效率高,对数据传输的要求低,因此在GPS数据处理领域受到了广泛的关注和研究．基于参数的最优估计理论,对Hatch滤波进行了改进,重点讨论了双频GPS数据的最优相位平滑伪距算法．由该算法平滑得到的观测量与原始观测数据包含的信息量相同,即最优相位平滑伪距算法与非组合算法等价．理论研究结果表明该方法能够更有效地削弱多路径的影响,从而得到精度更高的定位结果。     

基于局域参考站网络伪距观测的钟差估计及应用

系统地推导了基于局域参考站网络伪距观测进行实时钟差的运算公式,并讨论了以估计得到的钟差进行实时单站定位的数学模型.采用所推导的公式及数学模型,以上海参考站网络和同济大学GPS基准站的伪距观测数据,进行了GPS卫星钟差的实时估计和实时动态单点定位解算.结果表明,单历元伪距观测动态定位结果在北、东、上三个方向的均方根(RMS)值可达到0.444 2,0.522 7,1.110 9m.     

利用三差法辅助卡尔曼快速检测周跳

周跳的探测与修复是GPS高精度实时定位的关键问题。针对目前大部分方法对小周跳的探测与修复不灵敏、不适用于动态接收机的问题。首先用三差法将载波相位进行处理,减少待解的未知参量,而后用卡尔曼求解三差观测量的方差和修正数向量对周跳进行探测与修复。实测数据仿真和分析的结果表明,该方法适用于单频、高动态接收机,可以快速、准确的探测与修复周跳。     

三频无几何无电离层组合周跳探测与修复算法

为解决电离层活跃期的周跳探测问题,根据无几何无电离层组合特性,构造3个线性无关的三频伪距载波相位组合作为周跳检验量,并以相位电离层残差二阶差分值作为周跳修复验证量。通过对电离层活跃期内全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)三频观测数据进行处理,验证算法的可靠性和有效性。结果表明:算法可以有效地探测与修复在电离层活跃期内的三频周跳,并适用于三频实时动态的周跳处理。     

CORS系统流动站实时周跳修复算法

针对CORS系统中流动站观测条件复杂、容易出现周跳的问题,提出了一种分类最小二乘周跳修复算法.首先利用常规周跳探测方法,确定周跳出现的卫星及频率.然后,利用非参考卫星无周跳的观测值构成的误差方程估计流动站实时位置和参考卫星的周跳值,并将估计出的参数带入非参考卫星有周跳的观测值构成的误差方程中,即可在该类误差方程的改正数中获得非参考卫星的周跳值,从而实现流动站的实时定位与周跳修复.实验结果表明,该算法可在多颗卫星同时出现周跳时实现周跳修复和实时精确定位,有效避免了利用抗差估计探测修复周跳时存在的崩溃污染率问题.