自适应选权滤波法在GPS高精度动态定位中的应用

介绍了一种新的滤波算法：自适应选权滤波法.在进一步理论分析和研究的基础上，将其拓展用于单频载波相位双差观测值的GPS高精度动态定位中.文中给出两个算例来验证方法的可用性和有效性.初步结果表明，对于短基线，新方法采用GPS单频载波相位双差观测值可得到高精度的动态定位结果.     

GPS动态定位中的应用研究

本文通过文献资料方法,较系统地分析了一种简单实用的高精度GPS动态定位数据处理模型——无模糊度参数卡尔曼滤波模型,指出了在模糊度未知时将模糊度参数作为滤波状态向量的一部分,同时利用伪距、载波相位双差观测值的附加模糊度参数卡尔曼滤波模型。基于Kalman滤波的GPS动态定位中,动态观测量及其相应的动态模型可能存在异常,简述了动态GPS定位的抗差Kalman滤波解法。讨论了整数最小二乘法及其降相关平差方法的原理及其实际算法。     

VRS系统流动端单历元整周模糊度搜索

为了实现VRS系统虚拟参考站和流动端单历元模糊度快速搜索,采用宽巷相位和C码伪距观测值组成联合双差观测方程,用改进LAMBDA方法搜索宽巷载波双差模糊度,并提出双频相位观测值组合模型逐星固定L1和L2双差模糊度,研究结果表明:该方法具有很高成功率和效率,单历元定位精度优于3 cm,该研究实现流动端单历元实时高精度动态定位。     

基于概略坐标的高精度差分定位算法

GPS载波相位差分定位是近些年来高精度定位的方向。鉴于载波相位差分求解定位中,随着用户站和基准站之间基线长度的变长,基准站对卫星的单位观测向量和用户站对卫星的单位观测向量会出现很大的方向偏差。这种偏差随着基线长度的变长,定位误差将变大。针对上述问题,在载波相位双差算法的基础上提出了基于概略坐标的定位数学模型并重点推导了概略定位模型过程;以及给出了相应的仿真结果。结果表明基于概略坐标定位的数学模型比传统双差定位精度高,能够达到高精度定位要求。     

基于边长约束网平差的微型GNSS阵列高精度定位方法

针对目前全球导航卫星系统(GNSS)动态观测中存在短时间内难以得到较为精确坐标的现象,提出由相距极短的GNSS天线\接收机组成且空间分布已知的微型GNSS阵列定位的方法.载波相位双差观测可以消除载波信号中的接收机钟差和卫星钟钟差,对流层延迟误差、电离层延迟误差、卫星星历误差经过双差观测后也可以忽略不计,从而得到高精度的...     

航天器高精度GPS导航定位技术研究

将GPS测量定位技术、求解卫星轨道摄动运动的Encke方法和广义Kalman滤波技术有机地结合在一起，提出了利用GPS实现低轨道航天器高精度自主导航定位的新方法——载波相位-伪距综合动态定轨技术，解决了GPS载波相位应用中动态解模糊和跳周修复的难题。以此为基础，提出了两个航天器之间的载波相位-伪距综合差分动态相对导航技术。数值仿真分析和半物理仿真实验结果表明，所提出的动态定轨技术是可行的，对提高GPS导航定位精度的效果是显著的，并且其模型、算法和软件具有工程实用性。     

探测与修复 GPS 周跳方法

周跳的探测与修复,特别是小周跳的探测时GPS高精度实时定位的热点问题。分析两种载波相位观测值的关系,提出一种利用两种载波相邻相位观测值求差的方法探测与修复周跳。通过实例分析,证明该方法能够有效地探测并修复周跳。     

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.     

GPS变形监测的似单差算法与粗差识别

根据高精度GPS变形监测的特点,建立了单历元解算变形量的似单差模型及其算法.该模型避免了周跳的探测与修复,可适用于动态、静态两种监测模式及同步观测卫星少于4颗的情况.在分析似单差模型的基础上,提出了识别载波相位观测值中小于半周的粗差的方法.利用试验数据对似单差模型的正确性及粗差识别方法的有效性进行了检验.     

单频GPS载波相位整周模糊度解算研究

介绍了一种求解单频GPS载波相位整周模糊度的改进算法.通过Tikhonov正则化,减弱GPS快速定位中少数历元情形下法矩阵的病态性,得到更接近整周模糊度准确值的浮点解.然后对整周模糊度的方差协方差阵白化滤波,减弱短时间内双差整周模糊度之间的相关性,取整后得到整周模糊度的固定解.并结合一个实例与白化滤波、Lambda方法和白化滤波 Lambda方法进行对比,验证改进方法的效果.     

Vondrak滤波法用于结构振动与GPS多路径信号的分离

根据Vondrak滤波法在信号的截断频带上具有较高信号分辨率的特点，将Vondrak带通滤波法应用于全球定位系统（GPS）结构变形监测中以分离结构振动和多路径效应的影响。对GPS实际观测资料进行分析，结果表明：采用该方法不仅能从坐标序列中成功提取结构振动信息，也能正确分离载波相位双差观测值的残差序列中的结构振动和多路径效应影响，因而在提高GPS定位精度上具有较大的应用潜力。     

基于卡尔曼滤波的实时总电子含量周跳探测与修复

总电子含量(total electron content, TEC)作为描述电离层形态和内部结构的重要参量,对于电离层领域的理论研究和发展有着重要作用,而周跳的探测一直以来都是全球定位系统(global position system, GPS)载波相位测量数据预处理的重点和难点,尤其是在高精度GPS定位中,卡尔曼(Kalman)滤波在周跳探测与修复中的应用使得能够准确可靠地探测出观测值中可能出现的周跳,利用Kalman滤波算法探测不同的观测数据类型及其组合,并将修复后的观测值与理论值进行对比。结果表明:该算法对周跳探测和修复有很强的有效性和精度。     

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。     

GPS RTK在地籍测量中的应用

0.概述GPS是由美国国防部主持研制以空中卫星为基础的无线电导航系统。该系统能为全球提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。实时差分RTK(Real-Time-Kinematic)GPS是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位成果,它是GPS测量技术发展中的重大突破。随着整周模糊度能够在很短的时间内被确定,从而保证了RTK技术在野外实时得到厘米级的定位精度。     

基于小波技术的GPS相位观测值周跳探测

该文根据小波变换对信号奇异性检测的原理对GPS相位观测值进行周跳的探测,将GPS相位观测值发生周跳处视作信号的奇异点,其小波变换后的系数具有模量极大值,通过对模量极大值点的检测确定周跳的位置,实验数据证明基于小波变换的周跳探测自动化程度较高,定位准确,由于形成双差过程中消除了一些相关误差的影响,其双差观测值的探测比单差观测值效果明显,而且周跳越大效果越好。     

渐进提高精度的载波相位测距技术

提出了一种静止、可视两目标之间基于载波相位高精度测距技术:第一步,借助GPS、伪随机码相位自主测距或超宽带等辅助测距手段得到一个距离粗测值和测量精度;第二步,基于已有距离粗测值和测量精度选择载波频率对,消除基于载波相位测距时引入的整周模糊度问题,然后基于载波相位双-单边测距技术,并借助伪码相位消除两目标上面载波相位观测时间差,得到一个精度更高的距离测量值;基于新得到的距离测量值和测量精度,重复第二步过程,渐进提高测距精度直到满足需要的精度为止。理论分析和现有工程技术实现表明,最终测距精度可达微米级。     

GBAS中相位平滑伪距差分修正改进算法

针对卫星导航精度问题,提出一种载波相位平滑伪距差分修正算法的改进方案.通过无码载偏离平滑滤波技术来解决电离层对伪距和载波相位观测值带来的不一致性导致的电离层误差加剧问题.利用信号传播中误差模型预测值、载波信号和码伪距确定滤波器的衰减因子,把接收到的双频载波信号相位值和伪距值线性组合,输入滤波器滤波.同时用卫星修正信息对平滑伪距值中钟差进行修正.仿真结果表明通过该算法能够减少滤波后的信号残差,提高载波相位平滑伪距差分修正值标准差的可用性,减少电离层误差对星基导航精密进近阶段定位精度的影响.     

一种基于边缘计算的RTK定位方法

实时动态载波相位差分(Real-Time kinematic,RTK)定位是一种基于载波相位观测值的实时动态定位技术,通过架设基准站并将基准站数据与流动站数据进行差分解算获取流动站的精确位置,从而得到比传统GPS定位更为精确的结果。本文提出了一种基于边缘计算的实时动态载波相位差分定位方法 E-RTK(Edge Real-Time Kinematic),通过将RTK解算任务迁移至边缘设备,降低RTK移动端对硬件的算力需求,进而降低RTK定位的硬件成本。本文基于E-RTK进行了实现及测试,实验证明,该E-RTK定位在较低的硬件成本下,能够达到与传统RTK定位相当的精度,除此之外,在使用GPS+BEIDOU卫星数据进行解算定位时,相较于常见的GPS+GLONASS定位,其Fix速度具有较大提升。     

一种动对动相对定位中平滑惯导辅助模糊度解算策略

针对基于单频载波相位的动对动相对定位中实时模糊度固定可靠性不高的问题,本文提出了一种基于DGNSS/INS紧组合的平滑惯导辅助模糊度解算策略,以提高低成本接收机高精度定位的普适性。首先,基于伪距和载波相位观测量构建动对动相对定位模型;其次,对惯性导航数据进行卡尔曼滤波处理,并利用滤波平滑后的惯导位置预测卫地距重构双差观测方程并构造惯导位置约束方程,继而获得较高精度浮点解及其协方差阵,采用LAMBDA算法进行整周模糊度固定及Ratio检验;最后,由DGNSS/INS紧组合算法对惯性误差进行反馈校正,以维持惯性高精度导航。实测数据实验结果表明,对比没有惯导辅助、有惯导辅助和经滤波平滑后的惯导辅助结果,本文采用的方法可以有效地提高模糊度浮点解精度,减小模糊度搜索空间,提升整周模糊度固定成功率,三种方法下模糊度固定成功率分别为92.3%,99.1%和99.6%,并最终实现厘米级动态相对定位。     

旋转天线法确定天线相位中心偏差

结合测量值单差计算与kalmen滤波原理,实验测量过程中采用一机双天线型号接收机可完全消除接收机钟差,改进传统GPS天线相位中心偏差的数学模型,可计算出多路径误差并进行消除,然后以旋转天线法进行测量实验,可以对基线值进行改正并精确的计算出天线相位中心水平偏差值.通过实例验证,该文提出的方法可以准确给出天线相位中心水平偏差值及基线值,结果的精度高于传统方法,且精度是符合GPS高精度测量的要求.