GPS/Galileo双系统三频实时PPP固定解性能分析

针对实时精密单点定位模糊度解算方法未能较好兼容多频多系统GNSS观测数据这一问题，提出了一种双系统三频GNSS实时PPP模糊度解算方法，实现了GPS/Galileo双系统三频实时PPP固定解.实验结果表明，GPS/Galileo双系统三频实时PPP固定解平均首次固定时间为19.3 min,首次固定时在E、N和U方向上定位精度分别可达到3.0、2.5和3.2 cm,相比单GPS三频实时PPP固定解，首次固定时间可缩短23.2%,首次固定时E、N和U方向上定位精度可分别提高约11.8%、13.8%和13.5%.     

星载GPS/KBR联合相对定轨算法研究

分析了地球引力恢复和气候试验(GRACE)卫星搭载的K波段星间测距系统(KBR)的观测模型,并与全球定位系统(GPS)双差模型比较,得到了GPS/KBR联合模型的一般形式,给出了一种利用信噪比确定KBR单位权标准差的方法.分别利用GPS双差双向卡尔曼滤波、GPS/KBR双向卡尔曼滤波求GRACE相对定轨浮点解,然后分别利用传统的最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)方法、附加KBR星间距离约束的LAMBDA方法解算长基线整周模糊度,并求得固定解.结果表明:KBR可以作为新的观测量与GPS一起解算,KBR约束有利于固定更多的整周模糊度,从而有效提高定轨精度,GPS/KBR联合解算精度优于3cm(均方根).     

BDS/GPS整周模糊度实时快速解算

研究了组合系统模糊度解算的模型和组合系统的选星算法,建立组合系统的宽巷载波相位双差观测方程,使用最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)算法搜索解算宽巷双差整周模糊度,将确定的宽巷双差整周模糊度代入单频载波相位双差观测方程中,解算单频载波相位双差整周模糊度及坐标改正参数.同时,在整周模糊度解算过程中使用选星算法进一步提高了组合系统的模糊度固定成功率.对中国北斗卫星导航系统(BDS)单系统、全球卫星定位系统(GPS)单系统、BDS/GPS组合系统和选星后BDS/GPS组合系统的数据处理结果进行统计分析.结果表明:BDS/GPS组合系统能够显著提高单系统模糊度固定成功率,而经过选星后的组合系统模糊度固定成功率得到了进一步提高.     

GPS长距离参考站间低高度角模糊度快速解算方法

提出了一种长距离全球定位系统(GPS)网络实时动态定位(RTK)参考站间低高度角卫星整周模糊度解算方法.利用L1,L2频率的观测值及严格的模糊度固定标准解算宽巷整周模糊度,将固定的宽巷整周模糊度与双频载波相位整周模糊度的整数线性关系作为约束条件,结合双频载波相位无电离层组合观测值估计双频载波相位整周模糊度和相对天顶对流层延迟误差,并搜索确定双频载波相位整周模糊度.利用固定模糊度的卫星大气延迟误差确定低高度角卫星的双频载波相位宽巷整周模糊度,将固定模糊度的卫星双频无电离层组合观测值与低高度角卫星双频无电离层组合值进行方程联立,同时利用低高度角卫星双差宽巷整周模糊度与双频载波相位整周模糊度的线性约束关系,进一步确定低高度角卫星的双频载波相位整周模糊度.使用实测的连续运行参考站(CORS)网GPS双频观测数据进行算法验证,结果表明:该方法可正确有效地实现参考站间低高度角卫星的载波相位整周模糊度的快速解算.     

北斗三频约束的短基线模糊度单历元算法

利用北斗三频模糊度易于固定的特点,提出了一种基于北斗三频约束的BDS/GPS短基线模糊度单历元解算方法.首先利用载波伪距组合快速求解北斗三频(0,-1,1)双差超宽巷模糊度,然后利用已固定模糊度的(0,-1,1)组合观测值与(1,4,-5)组合观测值组成无几何模型,以求解(1,4,-5)组合双差模糊度;在两个超宽巷模糊度求解完成之后,利用宽巷模糊度约束与两个无几何模型方程联立快速求解北斗基频双差模糊度;最后利用已固定模糊度的北斗基础观测值与GPS基础观测值方程联立以求解GPS基频双差模糊度.煤矿开采沉陷自动化监测系统的短基线实验结果表明,采用提出的方法可实现单历元求解北斗超宽巷、基频模糊度和GPS基频模糊度.     

GNSS超快速网络RTK算法及精度分析

针对GNSS数据解算流程和GPS/BDS/GLONASS多系统网络RTK定位算法,利用C#、C++编程开发GNSS超快速网络RTK解算软件,该软件可在短时间内快速解算用户三维坐标。以地形复杂、主要为山区的广西河池为实验对象,选取广西8个CORS站作为基准站参与计算,采用超快速解算软件解算6个流动站3天不同观测时长的实测数据,并与TBC+COSA_GPS软件作对比分析,结果表明:在流动站观测时长为30 min以内,超快速软件比TBC+COSA_GPS软件解算的坐标值与真值符合较好;当流动站观测时长达到45 min后,超快速软件的解算精度在平面上优于±3 cm,高程上优于±5 cm,但TBC+COSA_GPS软件在各观测时长的解算精度较为稳定。     

基于COMPASS实测数据的中长基线解算性能分析

基于北斗星座的双频基线解算和模糊度固定方法研究,可实现中长基线的快速精密相对定位,提高GNSS在障碍环境下的应用能力。文章对17.2至55.8 km长度的4条基线的GNSS多星座实测数据进行了基线解算,从各基线观测数据中分别提取不同时段长度的观测数据,对比分析了基于单COMPASS星座、单GPS星座以及GPS/COMPASS组合星座的基线解算结果。结果表明:在基线观测时段长度达到60 min及以上的情况下,基于单COMPASS星座的基线解算结果与单GPS系统解算的结果相比没有显著的差别,基线北/东/高分量的偏差大部分都小于2 cm,而在观测时段长度小于30 min的情况下,单COMPASS系统的基线解算精度低于GPS系统,基线北/东/高分量偏差达到分米级;在高卫星高度角条件(30°)下,单COMPASS系统解算的基线精度较单GPS系统低。     

动态环境下PPP的GNSS大气水汽反演

利用静态PPP(精密单点定位)处理稳定的GNSS地面站可以高精度反演大气中的水汽含量.对于运动的载体,静态PPP无法正确地估计待估参数.利用动态PPP数据处理方法,在解算载体动态位置的同时,可以估计动态载体GNSS的天顶总延迟,并在此基础上计算水汽含量.分别利用PPP动态和静态模型解算3.5 h的稳定可靠GNSS参考站...     

GPS双频快速定位的数据处理研究

对于仅观测几个历元的GPS快速定位,用LS估计未知数的法方程严重病态,又由于观测噪声不可避免,导致模糊度的浮点解与准确值的差值很大,方差—协方差阵也不能准确反映浮点解的精度信息,这种情况下采用LAMBDA法也难以求出正确的模糊度。本文研究了GPS快速定位方程的病态特点以及采用消除电离层影响的载波相位与测码伪距观测值的组合求解双差模糊度浮点解的方法。计算表明该方法可避免GPS快速定位方程的病态性,提高模糊度浮点解的精度。     

GPS双频快速定位的数据处理研究

对于仅观测几个历元的GPS快速定位，用LS估计未知数的法方程严重病态，又由于观测噪声不可避免，导致模糊度的浮点解与准确值的差值很大，方差一协方差阵也不能准确反映浮点解的精度信息，这种情况下采用LAMBDA法也难以求出正确的模糊度。本文研究了GPS快速定位方程的病态特点以及采用消除电离层影响的载波相位与测码伪距观测值的组合求解双差模糊度浮点解的方法。计算表明该方法可避免GPS快速定位方程的病态性，提高模糊度浮点解的精度。     

单频单历元短基线GPS整周模糊度解算的比较

在对单频单历元短基线GPS整周模糊度解算的数学模型进行深入分析的基础上,探讨了解决单历元法方程病态性的方法,进而提出几种单频单历元模糊度解算的方案,并对其模糊度解算成功率进行对比分析。最后通过比较分析得出同时采用附加起算点坐标精度约束和使用TIKHONOV正则化方法,可有效提高单频单历元GPS整周模糊度解算的成功率。     

附有约束的BDS单频单历元改进型Par Lambda算法

根据建筑物变形监测的特点,在部分模糊度解算(Par Lambda)算法基础上提出了一种基于北斗卫星导航系统(BDS)的单频单历元附有基线约束的改进型Par Lambda算法,该方法采用BDS单历元测码伪距和单频载波相位观测值组成的双差观测方程与基线长度约束方程进行最小二乘解算,获得模糊度浮点解方差-协方差阵,根据模糊度浮点解精度对双差模糊度进行(2,1,1,…,1)分级处理,基于Lambda算法分批次固定双差模糊度.采用该方法对BDS系统的B1和B2频段的1,5和10s短基线数据进行单频单历元解算.结果表明:采用BDS单频单历元模糊度解算时采用该方法的成功率较传统方法高,其成功率达到98%以上.     

CORS的精度及其稳定性研究

GPS连续运行参考站网络(CORS)用于不同的服务对象和目的时,往往对其解算结果的精度及稳定性提出不同的要求.作者利用澳大利亚的维多利亚GPS连续运行参考站网络的原始观测数据、GPS精密数据处理软件和统计分析方法,对GPS网络的解的精度及其稳定性与所用的数据量之间的关系进行了深入研究.结果表明,解的精度与数据量的关系可用非线性回归方程来表示;在6 h以内,解的精度随着数据量的增加而迅速提高;对于平均基线长度超过1 000 km的GPS连续运行参考站网络,在6 h以内解的精度和稳定性不高,当数据量达到12 h后,解算结果及精度趋于稳定,24 h解(单日解)具有很高的稳定性;GPS网络的解随着数据量的增加而收敛于单日解.     

宽巷约束的网络RTK基准站间模糊度固定方法

通过分析宽巷模糊度、无几何模型和无电离层组合模型之间的几何关系,提出了一种附有宽巷约束的网络实时动态测量(RTK)模糊度固定方法和相应的模糊度检验方法.该方法首先利用宽巷(MW)组合固定宽巷模糊度,并将宽巷模糊度作为精确值,与无几何模型和无电离层模型联合平差单历元解算L1和L2的模糊度浮点解,然后将浮点解直接取整获得相应的固定解,最后通过GPS/BDS双系统长短基线对模糊度解算进行正确性检验.经实测计算验证,该方法能快速、稳定地固定网络RTK模糊度,且对于长短基线都有较好的效果.     

北斗卫星导航系统长距离网络RTK方法研究

研究了北斗卫星导航系统长距离网络实时动态定位(RTK)方法.利用长距离参考站北斗卫星导航系统(BDS)多频观测数据确定宽巷整周模糊度,通过顾及大气误差的载波相位整周模糊度解算模型,解算双差载波相位整周模糊度.考虑长距离参考站观测误差的特性不同,将观测误差进行分类处理,利用参考站观测误差和区域误差内插法分别计算流动站的电离层延迟误差和非色散性误差,并改正流动站载波相位观测值的观测误差.使用流动站多频载波相位整周模糊度解算方法确定载波相位整周模糊度,并进行位置参数的计算.使用长距离连续运行参考站(CORS)的实测数据进行算法实验,流动站定位结果与坐标已知值在E,N,U 3个坐标分量方向的偏差达到厘米级水平,3个坐标分量差值的RMS分别为10,14,35 mm.实验结果表明:提出的BDS长距离网络RTK方法可以有效消除流动站载波相位观测值的系统误差,实现流动站用户的厘米级定位.     

BDS多频组合模糊度解算方法研究

<正>确固定载波相位的整周模糊度是利用GNSS进行高精度定位的关键。分析了三频组合观测值模型及相关误差分析;通过计算得到了北斗三频载波数据组合观测值的属性指标,并根据组合观测值的选取标准,给出了其中具有代表性的组合;然后选取了其中两组较好的组合观测值,并模拟解算出了其单历元整周模糊度。计算结果表明:所计算的模糊度值波动在0.5周之内,说明该方法的整周模糊度固定效果较好。     

京津冀地区GNSS ZTD时序分析及对厄尔尼诺事件的响应

京津冀地区夏季暴雨频发,水汽是影响暴雨形成的关键要素之一.本文利用中国大陆构造环境监测网络(CMONOC)京津冀地区GNSS(全球导航卫星系统)观测资料,开展GNSS天顶对流层总延迟(ZTD)时序分析及对厄尔尼诺事件的响应研究.利用快速傅里叶变换与小波变换方法从频域和时域开展GNSS ZTD时序分析,并对GNSS ZT...     

CORS的精度及其稳定性研究

GPS连续运行参考站网络（CORS）用于不同的服务对象和目的时,往往对其解算结果的精度及稳定性提出不同的要求.作者利用澳大利亚的维多利亚GPS连续运行参考站网络的原始观测数据、GPS精密数据处理软件和统计分析方法,对GPS网络的解的精度及其稳定性与所用的数据量之间的关系进行了深入研究.结果表明,解的精度与数据量的关系可用非线性回归方程来表示;在6h以内,解的精度随着数据量的增加而迅速提高;对于平均基线长度超过1000km的GPS连续运行参考站网络,在6h以内解的精度和稳定性不高,当数据量达到12h后,解算结果及精度趋于稳定,24h解（单日解）具有很高的稳定性;GPS网络的解随着数据量的增加而收敛于单日解.     

大规模GNSS基准站网坐标解算方法研究

针对数千个大规模GNSS基准站网基准坐标解算时面临的数据处理和整网平差难题,本文提出一种大规模GNSS基准站网坐标解算方法,从全球框架站点选取、基准站网子网划分、基站单日数据处理和全球整网平差计算4个方面进行了阐述,最后对解算结果进行内符合和外符合精度评估.结果表明,该方法支持3000站以上的基准坐标解算,解算结果外符合精度南北和东西方向RMSE优于3mm,高程RMSE优于6mm,解算精度相比IGS(国际GNSS服务组织)各分析中心属于中上水平.     

GPS载波相位双差观测量随机模型估计的新方法

GPS载波相位观测量具有时间相关性、空间相关性和方差差异性,随机模型的准确确定比较困难,一般采用简化的随机模型.用MINQUE方法估计GPS观测量随机模型的方法比较严密,但计算工作量非常大.本文提出了一种适用于GPS载波相位双差观测量的随机模型估计的新方法,即在平差前将载波相位双差观测序列转化为平稳随机序列,应用平稳随机过程的方差及相关系数的估计方法,估计GPS载波相位双差观测量序列的方差及其相关系数.实算证明应用4～8min的观测数据可使GPS短基线同定解的精度提高10mm左右.