GPS与Galileo双系统组合精密单点定位性能分析

伽利略卫星导航系统是由欧盟和欧洲航天局联合打造的全球卫星导航系统。本文提出了一种基于GPS/Galileo双系统伪距、载波相位观测量的精密单点定位模型,利用MGEX数据网提供的实测数据对双系统动态、静态PPP进行了解算分析并且分别与单一GPS或Galileo系统解算结果进行对比分析。结果显示,双系统组合定位能力远优于任一单系统;双系统动态PPP定位精度可达厘米级,同时定位收敛时间也更快;双系统组合静态PPP的定位精度在1~3cm量级,静态PPP的定位精度优于相应数据动态PPP的定位精度;双GNSS系统组合对城市遮挡环境下的定位导航具有重要意义。     

北斗单频PPP车道级试验结果分析

精密单点定位技术(Precise Point Positioning Technology,PPP)广泛应用于大地测量、航空摄影测量、高精度导航与位置服务、GPS地震学、低轨卫星精密定轨等领域。随着我国北斗系统(BDS)的完全部署,其为GNSS系统的发展带来了新的机遇和挑战。对GPS、GLONASS的PPP静态、动态事后解算研究已经比较成熟,但实时北斗PPP还处于研究发展阶段,其应用场景还不多。针对这一问题,论文对单频北斗实时PPP进行了研究,基于BDS系统,建立了单频北斗PPP模型,并通过车辆动态试验验证了模型的正确性,得到了单频北斗PPP模型可以实现车道级定位的结论,为北斗的实时应用推广做出一定的探索。     

BDS+QZSS双系统组合PPP性能评估

利用MGEX跟踪站的观测数据分别从可见卫星数、DOP值、静态PPP和动态PPP几个方面对BDS+QZSS卫星导航系统的定位性能进行评估与分析。分析结果表明:BDS+QZSS组合系统定位比BDS单系统定位具有较优的空间几何构型分布;静态PPP方面,E、N和U方向上,BDS+QZSS定位收敛速度比BDS单系统快,定位稳定性也优于BDS单系统,U方向上改善效果比E和N方向显著;动态PPP方面,在高度角较大时(40°),U方向上改善率达到17%以上,BDS+QZSS组合系统比BDS单系统在低高度角情形下改善较为明显。E、N和U三个方向BDS单系统全天内的可用历元下降,一天仅有50%左右可用历元,而BDS+QZSS组合可用历元较多,此时两种模式的定位误差都较大,各个方向的离散程度都较差,BDS+QZSS组合对定位精度的改善有限,但BDS+QZSS组合与BDS单系统相比仍能有一定的改善效果。可见,QZSS卫星的加入,能够增强BDS卫星的定位精度、可靠性和稳定性。     

基于BDS与不同卫星双系统组合SPP性能比较分析

以BDS卫星系统为基础,分别将GPS、GLONASS、GALILEO卫星与其组合成双卫星系统组合,运用MGEX在中国境内的测站部分观测数据,在双系统卫星组合的伪距单点定位的数学模型上,采用不同卫星截止高度角(0°、10°、20°、30°、45°),对BDS、BDS+GPS、BDS+GLONASS、BDS+GALILEO分别进行单点定位(SPP)的性能比较分析,试验结果表明:每种组合的定位精度和稳定性都随着卫星截止高度角的增大而降低,最好的截止高度角在0°～20°之间;在三种卫星与BDS卫星双系统组合中,定位精度及稳定性最好的是GPS,定位精度可在3m以内,其次是GLONASS,尤其是在卫星可见数较少的条件下,将GPS与BDS进行组合,其定位结果将会有很大的实际应用价值。     

基于CNES实时星历的精密单点定位精度分析

首先给出了实时GPS精密单点定位的数学模型以及改正了三类误差影响,详细阐述了扩展Kalman滤波过程。利用IGS的实时星历产品(CNES),对IGS三个站一天观测数据和实测的无人机动态GPS观测数据分别进行静态和动态实时GPS精密单点定位实验,结果表明:静态实时精密单点定位精度在XY方向优于0.102 m,Z方向优于0.211 m,处于分米级;动态实时精密单点定位精度优于0.244 m。实时精密单点定位精度低于事后,但能够应用于应急测绘、快速制图等时效性要求较强的测绘工作。     

BDS/GPS非组合动态定位性能分析

研究了非组合观测值长距离RTK定位,将对流层延迟和电离层延迟参数化,并附加合理的动力学方程约束,将解算模型统一到卡尔曼滤波中。介绍了RTK定位中的若干问题的处理方法,对BDS,GPS,BDS+GPS的长距离RTK定位性能进行了初步评估,验证了RTK的收敛时间受到可视卫星数和卫星几何构形的影响,长基线情况下单系统RTK模糊度初始化时间不少于5min,双系统模糊度初始化时间约为2min。BDS,GPS单系统RTK平面定位精度均在3cm以内,而BDS+GPS双系统RTK平面定位结果在2cm以内,且双系统高程方向定位精度略优于单系统。     

应用PANDA软件进行高精度GPS数据处理

基于PANDA软件，进行精密单点定位的静态和动态数据处理，确定收敛时间。在进行静态解算时，确定不同星历和不同钟差采样率对精密单点定位的精度影响；在进行动态定位时，确定在不同观测数据采样间隔和不同钟差采样率对精密单点定位精度影响。实验表明，在静态定位时能达到毫米到厘米的定位精度，在动态时能达到厘米到分米的定位精度。在进行收敛时间确定时，利用国内10个IGS站点，确定精密单点定位收敛时间，一般在40分钟达到厘米级收敛。     

BDS/GLONASS/GALILEO多模组合单点定位性能比较分析

针对单系统在恶劣环境下进行单点定位可见卫星数较少、定位稳定性和定位精度较差的问题,采用MGEX跟踪站部分测站的观测数据和星历文件,分别在不同的截止高度角(15°、20°、25°、30°、40°和45°)下,对BDS、GLONASS、GALILEO、BDS/GLONASS、BDS/GALILEO、GLONASS/GALILEO、BDS/GLONASS/GALILEO组合的7种模式的伪距单点定位进行解算。结果表明,随着截止高度角的增加,卫星可见数在不断减少,而BDS/GLONASS/GALILEO组合定位在6个不同高度角下的可见卫星数和历元可用率都最优。BDS/GLONASS/GALILEO组合的RMS值较小,当截止高度角为30°时,BDS/GLONASS/GALILEO组合在X、Y、Z方向的精度较BDS的改善率大约为10%～40%。     

CSRS-PPP在线定位服务系统精度分析

2003年10月,加拿大自然资源部大地测量司开发了一套在线定位服务系统CSRS-PPP.GPs用户可以通过网络向该系统提交单点GPS观测文件,之后就能得到高精度的单点定位结果.本文首先对PPP技术的发展历程作了回顾,并详细介绍了CSRS-PPP系统以及IGS精密产品,最后分析讨论了该系统的静态和动态定位精度,取得了一些有益的结论.相对于传统的使用广播星历的单点定位方法,CSRS-PPP可以使单点定位精度提高2～100倍,其单点定位结果与相位差分GPS定位精度相当,并且不需要基准站同步观测.研究结果对控制点的建立、GPS基准站的建立和线路测量等工作有一定的实际价值.     

GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合相对定位精度分析

针对目前多系统定位情况,本文基于IGS连续跟踪站组成的短基线,分析了GPS/BDS/GLONASS/Galileo四个系统单系统以及11种组合下的短基线相对定位精度。经研究发现,11种组合下短基线相对定位相比单系统有明显的提升,水平向精度优于0.8 cm,竖直向定位精度达到1 cm,同时发现随着系统组合数的增加,不仅定位精度有一定的提升,卫星可见数、PDOP值与模糊度固定率也有一定改善。     

GPS精密单点定位程序设计与实现

对精密单点定位的数学模型进行论述,设计了相应的程序流程,并开发了相应的计算程序PPP1.0。算例结果表明：依照本文思想设计的计算程序,静态定位精度优于6.5 cm,动态定位精度优于6 dm,能够满足常规勘察测量工程的需要。     

BDS／GPS／GLONASS／GALILEO组合卫星导航系统仿真分析

全球卫星定位系统因其高精度、全天候等优点而被广泛应用,但是单一导航系统容易受环境及人为干扰,导致在区域精度和连续性上有较大问题。本文对组合导航系统进行仿真,组合中国BDS、美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧盟的GALILEO四个全球卫星导航系统,利用仿真数据对目前GPS单一系统、当前不完整组合系统、未来完整组合系统在赣州地区的几何精度衰减因子（GDOP）值、可见卫星数及导航精度进行对比分析。通过仿真结果可以发现,与单一的GPS系统相比,组合系统在可见卫星数、GDOP和导航精度上都有非常大的优势。     

BDS/GPS短基线的抗差方差分量估计及其应用

BDS/GPS组合观测值受观测环境的影响难免存在粗差或多路径等误差,基于最小二乘的方差分量估计不具有抵抗粗差或多路径等误差的能力,严重影响了随机模型的有效性。针对这一问题,基于抗差估计思想,引入双因子等价权函数,给出了抗差方差分量估计的实现过程。通过对BDS/GPS短基线实测数据进行分析和计算,表明抗差方差分量估计可有效抵抗粗差或多路径等误差,提高了随机模型的可靠性,抗差估计成果具有更高的内符合精度。     

GPS精密单点定位在城市工程测量中的应用

简单介绍了利用BERNESE5．0软件精密单点定位的计算流程,分析了IGS目前提供的各种精密星历的精度和时延性,根据实验数据进一步比较了超快速星历和最终星历对精密单点定位精度的影响。结果表明,利用IGS的超快星历也可以达到厘米级定位精度,从而为城市静态GPS控制网和网络RTK测量提供了有益的补充。     

关于增强GPS精密定位的研究与探讨

针对原有GPS定位技术已经无法满足现代化发展需求的现象,对伪卫星路径误差及增强GPS精密定位结果进行了分析,指出现在的伪卫星系统虽有不足之处,但其与GPS等多种模式组合进行相应导航和定位,依然对推动科技发展发挥很大的作用。     

基于广播星历的GPS卫星轨道误差分析

卫星星历代表了卫星的轨道状态,是卫星导航定位的基础。广播星历是用户实时接收的卫星星历,广播星历的误差对定位的精度影响很大。本文介绍了利用GPS广播星历计算卫星位置的方法,通过拉格朗日插值多项式和切比雪夫拟合多项式来内插IGS精密星历来分析广播星历的GPS卫星坐标误差。结合空间环境分析了GPS卫星轨道误差与太阳活动状况的关系。     

GPS动态测量精度检测及分析

GPS动态测量技术的应用日益广泛使得其精度检测显得越发重要。本文介绍了GPS动态测量技术概况,设计了基于旋转平台的检测系统并分析了该系统用于GPS动态检测的位置和速度精度。基于检测系统对GPS单、双动态相对测量精度进行了检测实验,结果表明,静态与低动态条件下（0．314m／s以下）,水平和高程两方向上测量结果差异均很小,水平方向的标准差在5mm以内,高程方向上的误差接近1cm;不同动态条件下的双动态相对测量中,不仅出现了2—3mm的系统误差,还存在7～10mm的标准差。在实验条件得到改善基础上,该系统还可以进一步用于RTK测量的检测。     

车载GPS/DR组合在移动道路测量系统中的应用

以GPS／DR组合导航为基础,采用机动载体基于“当前”统计模型的联邦卡尔曼滤波方法,通过对两导航系统定位信息的融合,实现低成本动态测量组合在移动道路测量系统中的应用。实测结果表明,通过GPS／DR组合数据的联邦滤波处理,很好地解决了城市道路测量过程中单一GPS定位由于信号缺失以及其他影响因素带来的定位失效问题。GPS／DR组合导航为城市移动道路测量系统提供了很好的定位数据保障。     

多基准站式快速静态GPS测量及其应用

静态GPS测量作为一种经典的测量方式广泛用于高精度监测以及建立各种类型和精度的测量控制网。为确定两点之间的基线向量,较为普遍的作业模式主要有静态相对定位,快速静态相对定位,准动态相对定位和动态相对定位等。本文介绍的多基站式快速静态GPS测量方法,由各个基准站同步不间断的观测提供高精度、高可靠性的骨架基线,而快速静态测量流动站与、多个基准站之间构成同步向量,无需考虑各个观测点之间的网形分布。