基于PPP-B2b的实时精密单点快速标定技术研究

随着北斗三号卫星导航系统建设，PPP-B2b 信号提供了精密单点定位服务，为实现实时精密单点提供了有效基础。基于 PPP-B2b 信号研究实时精密单点定位方法，实现了基准点的实时快速标定。同时，通过两点的 RTK 相对定位结果对实时标定结果进行验证，结果表明 30 min 内标定结果精度可以达到 0.1 m，可以应用于高精度基准位置的快速获取。     

BDS/GPS伪距单点定位的精度对比分析

本文主要介绍了 BDS/GPS 伪距单点定位的数学模型和算法分析，然后对 BDS/GPS 接收机接收到的单点定位的数据进行仿真实验分析。通过比较 BDS 与 GPS 在同一时段内 X、Y、 Z 三个方向上的 RMS 值，PDOP 值以及可见卫星数的变化，来比较 BDS/GPS 的伪距单点定位的性能。实验结果表明：北斗与 GPS 伪距单点定位性能相差不大，GPS 的 PDOP 值约为 1.8，BDS 的 PDOP 值约为 2.5，GPS 的 RMS 定位精度在 4m 以内，北斗的 RMS 定位精度优于 9m。     

北斗卫星导航地基增强系统设计与测试分析

文章首先回顾、总结了全球卫星地基增强系统的产生、发展和演化情况,介绍了我国北斗卫星地基增强系统的现状;其次,对网络RTK的误差和影响定位精度的因素进行了剖析研究,并以新疆地区为例,分别将北斗卫星地基增强系统与移动网络定位和GPS系统定位精度进行对比;最后,将北斗系统与GPS系统组合定位精度进行评估,探索北斗卫星地基增强系统的定位效果。     

BDS RTK定位性能分析

目前,我国北斗三号基本系统已经建成并向全球提供公开服务,随着北斗卫星导航系统服务范围的扩大,北斗定位技术的应用正在逐渐增加,因此北斗的定位性能显得尤为重要。采用扩展卡尔曼滤波（EKF）和MLAMBDA算法基于天津地区实测数据,从卫星可见性、PDOP值、定位误差等方面对BDS及GPS、BDS/GPS的RTK定位性能进行较全面的对比分析。试验结果表明:?静态基线下,BDS RTK平面定位精度约为3.25cm,垂直定位精度约为5.98cm;?动态基线下,速度对定位精度有一定影响,BDS RTK最差定位精度不超过9cm。说明BDS在不依赖于其他卫星系统的情况下定位精度可达厘米级,足以满足日常测绘定位需求。以上研究内容为BDS用户提供了相关参考信息。      

数据链辅助北斗的连续导航定位技术

针对干扰环境下北斗卫星观测数量可能少于4颗的问题,采用数据链系统辅助北斗导航定位以保证连续完整的绝对位置、速度和时间(Position Velocity and Time,PVT)能力的方法.该方法首先采用了紧组合原理对北斗卫星和数据链节点的观测量进行组合,并分析了组合后的定位精度及定位误差;其次对3颗卫星+2个数据链...     

北斗卫星/伪卫星组合定位关键技术研究

根据北斗系统定位原理,分析了同步伪卫星的几何布局、伪卫星数目及与卫星组合定位对定位精度的影响。仿真结果表明,在相同的误差条件下,伪卫星系统独立定位时,良好的几何分布及适当的伪卫星数目有利于伪卫星定位。与卫星组合定位时可以有效地改善定位网络的几何分布,减小精度因子值,从而提高定位精度。     

GEO卫星对北斗终端定位精度影响仿真分析

北斗导航系统比GPS、GLONASS等其他导航系统多了地球同步轨道(GEO)卫星,GEO卫星信号的调制方式和编码格式和非GEO卫星有着很大的区别,有助于增强导航与定位。文中通过多个GEO和非GEO卫星组合的测试场景,重点仿真分析了在选定的定位精度因子下GEO卫星和非GEO卫星对北斗终端定位精度的影响。结果表明GEO卫星有助于提高定位精度,尤其是当参与定位的卫星数较少时,GEO卫星参与定位可提高20%以上的定位精度。     

GNSS兼容频点动态PPP性能分析

为验证GNSS兼容频点定位性能，给出了顾及系统间偏差的PPP模型，推导了各GNSS兼容频点卫星UCD改正模型。基于全球范围内的MGEX测站，从5个方面开展了7种定位模式下，动态PPP性能分析。结果表明：(1) BDS-3兼容频点在3个单系统测试中最优，定位率、PDOP及可用卫星数分别为97.61%、1.94和9,Galileo次之，GPS最差；(2) BDS-3与其他系统的联合模式要优于其它系统间的联合，并且在GNSS联合定位中，BDS-3贡献最大；(3) BDS-3/Galileo联合模式收敛时间最快和收敛精度最高，E、N、U各方向收敛时间分别为22.70、7.99、11.17 min,收敛精度分别为1.6、1.2、4.9 cm;(4) BDS-3与其他系统联合均可显著加快收敛时间和提高收敛精度。可明显看出，BDS-3在GNSS兼容互操作发展方向扮演着重要的角色。     

接收机参数对北斗三号卫星伪距偏差影响研究

伪距偏差是抑制北斗系统服务能力提升的重要误差源,影响用户实时定位性能和卫星精密定轨处理.目前对北斗三号伪距偏差的分析研究与测量较少,文章首先从理论上分析了接收机的前端滤波带宽和相关器间隔对伪距偏差的影响,并对理论分析结果进行了仿真.然后在此基础上利用7.5 m大口径天线对北斗三号在轨卫星信号进行采集,使用软件接收机对卫星实测数据的伪距偏差进行测试验证,全面分析了前端滤波带宽和相关器间隔对北斗三号卫星信号伪距偏差的影响.根据理论分析和实测验证的结果,得到了接收机的相关器间隔和前端滤波带宽对北斗三号卫星B1I、B3I和B1C信号的伪距偏差影响范围.研究表明,通过合理设置接收机相关器间隔和前端滤波带宽,可有效减小北斗三号卫星信号伪距偏差,提升用户定位精度.     

基于北斗的多系统组合定位方法研究

基于多系统组合的导航定位技术应用日益广泛,采用多系统组合导航克服了单一星座系统定位中存在的定位精度差、可见星少、可靠性低等问题。本文提出了基于北斗卫星导航系统的多系统组合定位方法,详细推导了基于北斗的多系统组合用户定位算法模型。比较分析了单一北斗卫星导航系统和北斗、GPS、Galileo 多系统组合条件下服务性能,得出在多系统组合条件下可以极大改善用户观测条件,进而提高了用户导航定位使用效能。     

北斗三号基本系统空间信号质量评估

全球卫星导航系统(GNSS)空间信号(SIS)质量直接影响了用户使用性能。北斗三号卫星不同于北斗二号卫星,将继续播发北斗二号老信号,同时新增播发B1C, B2a等新信号,多频多信号多分量的信号体制较北斗二号更为复杂,对导航卫星信号质量控制提出了较大挑战。2018年底北斗系统完成了18颗卫星组网,完成北斗三号基本系统建设并开始提供全球服务,有必要对北斗三号在轨卫星空间信号质量进行量化评估。传统空间信号质量评估方法侧重于单项的定性评估,而针对北斗三号复杂的信号体制,缺乏系统的、定量的分析结果。该文对标北斗系统接口控制文件(ICD),从功率特性、频域特性、时域特性、相关域特性和信号一致性等方面研究了不同参数配置对评估结果的影响,形成了一套面向新型调制方式和多频多分量复用信号的量化评估方法。基于40 m大口径天线的空间信号质量评估系统,对18颗MEO卫星进行了长时间监测跟踪和数据采集,首次对北斗三号卫星空间信号质量进行了全面量化评估。结果表明:北斗三号卫星空间信号质量良好,18颗MEO卫星一致性较好,符合ICD指标要求,可满足服务区内用户需求;评估方法可用于对后续导航卫星空间信号质量的量化评估。     

基于北斗三号卫星非差多普勒观测信号的优化测速模型

针对运动载体速度估计方法精度不足、模型复杂等问题,提出了一种精度高、模型复杂度低的基于北斗三号卫星非差多普勒观测信号的优化测速模型。该模型利用北斗三号卫星原始数据,使用复杂度低的多普勒测速模型估计载体速度。为提高测速精度和解算效率,首先对原始模型线性化处理,然后依据载体航向与其速度矢量的相关性增加松约束。用北斗三号卫星实测数据验证了该模型的测速精度,评估了该模型的适用性。实验结果表明,载体静止时,优化多普勒测速精度可达cm/s级甚至mm/s级,在与原始多普勒测速的对比中,水平方向测速精度提高60%左右,解算时间缩短24%;载体运动时,增加航向约束的多普勒测速精度与原始多普勒测速相比,北、东方向测速精度可提高14%～21%,解算效率提升大约20%。     

BDS-3与GPS在极地的定位性能对比分析

为对比分析北斗三号与 GPS 在极地的定位性能，基于 STK 软件，分别建立了北斗三号和 GPS 的仿真星座，并在南北两极选取了四个观测站点，对各站点的卫星可见性和 GDOP 进行了仿真分析，结果表明北斗三号在极地的平均可见星数比 GPS 多出一颗左右，北斗三号的 GDOP 值在南北极维持在“优”的水平，好于 GPS，且变化平稳。综合来看，北斗三号在极地的定位性能要优于 GPS。     

北斗系统GEO-3卫星临退役期B1信号质量研究

北斗2号系统于2012年正式向亚太地区提供服务,其中GEO-3卫星已退役,由GEO-7卫星替代。研究卫星临退役期间的信号质量特性不仅能够分析北斗2号系统卫星载荷状态,而且为其它临退役星的信号特性估计提供重要的参考价值,同时对北斗3号系统GEO卫星载荷信号质量控制与优化具有重要的借鉴意义。该文利用昊平观测站40 m大口径天线的多源多手段数据,分析了GEO-3卫星B1民用信号的功率谱、地面接收功率、S曲线过零点偏差(SCB)的长期变化趋势,给出了相应的统计结果,提出了针对卫星载荷信号质量优化的相关建议,也对超期服役卫星的决策提供了参考。     

Precision navigation in European skies

A global system of air traffic control based entirely on global positioning systems, an inevitable idea that has been inching toward realization for more than a decade, came closer on 6 June, with the first transmission of test signals from the European Geostationary Navigation Overlay Service (Egnos). The point of Egnos is to provide error correction to geopositioning signals, relying on dedicated equipment installed on three geostationary satellites and a network of ground reference stations, so that locations can be determined at an accuracy of close to 1 meter. For now, Egnos will error-correct signals from the US Global Positioning System (GPS) and Russia's Global Navigation Satellite System (Glonass). Eventually, though, the expectation is that it will error-correct signals from Europe's own constellation of global positioning satellites, dubbed Galileo. Galileo will rely on 30 low-earth-orbiting satellites, together with ground stations, and is expected to begin transmitting its first test signals in 2006.     

遮挡环境下原子钟和气压测高仪辅助北斗定位方法研究

在城市峡谷等遮挡环境下,接收机无法连续进行定位解算;并且高程定位精度不能满足用户在立交桥或者盘山公路等环境下的定位需求。在接收机内使用原子钟,可以利用原子钟的高稳定性,对钟差进行高精度的预测。并通过与气压测高仪共同辅助北斗系统定位,可以有效提高接收机的定位精度和连续性;该文首先理论分析了原子钟和气压测高仪辅助定位算法;然后,提出一种气压测高仪初始化校正方法,并通过对钟差噪声类型的分析确定了钟差预测方法;最后,模拟遮挡环境,进行原子钟和气压测高仪辅助北斗卫星导航系统定位试验,并分析了定位结果。结果表明:仅跟踪两颗可见卫星,便可以进行定位解算,并且垂直方向上的定位误差从8.2 m (RMSE)下降到了5.2 m,定位结果的波动从4.6 m下降到了0.8 m。     

区域大气增强伪距单点定位算法及性能验证

传统的伪距单点定位模型,受限于模型噪声、轨道钟差精度和大气误差修正精度等因素,难以获得高精度的定位结果,已经无法满足现代化应用场景的需求。提出了一种区域大气增强的伪距单点定位方法,能够显著改善伪距单点定位的定位性能。算法采用精密轨道钟差产品削弱卫星轨道钟差误差,使用区域大气参数削弱对流层电离层误差,采用双频非组合模型降低观测模型噪声。实测数据的验证结果表明,区域大气增强伪距单点定位方法的定位精度均方根(RMS)在水平方向优于0.2 m,高程方向优于0.25 m,定位精度的提升非常显著,同时亚米级的伪距单点定位精度在实际工程应用中也具备重要的参考价值。