一种求解GPS整周模糊度的新方法

介绍了一种基于粒子滤波的求解GPS载波相位测量整周模糊度的新方法,论述了其实用原理及求解整周模糊度的具体过程;将2003-12-01约10 km基线上所采集的GPS载波相位测量数据进行实际验算,基线向量误差均在5 cm以内.表明该方法求解GPS载波相位测量整周模糊度正确、有效.     

求解移动基准站GPS整周模糊度的一种方法

移动基准站GPS载波相位差分技术的关键是如何实现可变基线条件下整周模糊度的快速解算。讨论了在基准站和流动站各安装两台GPS接收机或天线,形成动态四边形,利用此条件和已知基线长条件作约束以达到快速确定整周模糊度的目的,设计了检验该技术精度的试验方案,通过自行开发的软件处理了移动基准站GPS载波相位测量数据。结果表明：该技术获得了厘米级的相对定位精度。     

附有基线长度约束的模糊度搜索算法在GPS测姿中的应用

在用GPS天线组成的姿态测量系统中,需要快速精确地确定载波相位的整周模糊度.而GPS姿态测量系统能够事先确定基线的长度,所以根据LAMBDA算法提出附有基线长度约束的模糊度搜索算法,并用实例进行验证,分析该模糊度搜索算法在快速和精确方面的使用价值.     

GPS测姿中两种算法的比较与分析

首先研究了采用双基线方案测量载体的姿态,利用GPS载波双差相位观测方程计算基线向量;然后引入LAMBDA算法和RLAMBDA算法分别解算整周模糊度,描述了两者的基本原理;最后比较分析了两者的仿真结果,得出均可快速而准确地解算整周模糊度,其中RLAMBDA算法的效率更高,两种算法对于GPS测姿系统均具有很好的应用价值.     

双GPS定位定向系统

针对GPS载波相位测量相对定位可以达到毫米级精度,利用GPS载波相位测量方向可以达到较高精度的情况,在阐述了载波相位双差测量方向的原理、坐标系变换和应用最小二乘法解算基线矢量的基础上,讨论了快速解算整周模糊度的算法.测试表明,该算法达到了设计指标.     

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.     

基于双k型岭估计改进的ARCE算法

近十几年来,GPS定位技术在很多领域得到了广泛的应用,尤其是GPS快速定位技术的应用前景更为广阔。文章针对GPS快速定位常用的双差模型,首先介绍了根据双差模型病态性特点提出的双k型岭估计;然后基于双k型岭估计对ARCE整周模糊度搜索方法进行了改进;最后,把双k型岭估计和改进的ARCE整周模糊度搜索方法结合起来进行快速定位。理论分析和数值计算都表明,本文提出的方法有效改进了浮点解精度,提高了ARCE整周模糊度搜索方法的搜索精度同时缩短了搜索时间,比较适合于GPS快速定位双差模型的解算。     

利用GPS系统确定小卫星姿态的一种算法

研究利用GPS系统确定小卫星姿态的方法，是GPS系统在航天器上应用的重要研究内容之一。针对微小卫星利用GPS系统进行载波相位姿态确定时存在的整周模糊度快速确定及简化姿态确定算法问题，给出了一种整周模糊度的快速确定方法，井在此基础上探讨了一种姿态求解的方法。仿真结果表明，所给算法理论简便实用，能够较好地用于微小卫星的姿态确定。     

基于双频载波相位组合的变形信息逐步精化方法

针对GPS动态变形监测,利用监测点位置精确已知的条件,提出了一种新的单历元变形信息解算算法,避开了整周模糊度的求解和周跳的探测与修复,极大简化了数据处理过程。针对较大的瞬时变形量,首先采用长波长的双频载波相位组合观测量进行求解,然后利用宽巷和L1载波相位观测量进行逐步精化处理,从而可以精确求解高达0.8 m的瞬时变形量。静态和动态实验结果表明,该方法可以达到±5 mm的精度,能够有效应用于快速变形监测。     

BDS/GPS载波相位差分定位测试与精度分析

我国北斗卫星导航系统(BDS)已经全面建成并向全球提供公开服务,不过单系统定位受区域信号及卫星数量影响,存在整周模糊度固定速度慢与定位精度不稳定等问题,针对这一情况,提出了基于BDS/GPS组合系统定位方式,增加观测卫星数量,提升模糊度固定效率与定位精度。通过实测数据,对BDS、GPS单系统以及BDS/GPS组合系统的定位精度与模糊度固定效率进行对比分析,结果表明,BDS、GPS单系统以及GPS/BDS组合系统定位精度均能达到cm级,不过BDS/GPS组合系统与BDS单系统相对比,能够显著提升定位结果精度以及模糊度固定成功率,短基线水平方向提升效果最大约50%,垂直方向上的精度提升效果最大约40%,长基线垂直方向精度提升效果约26%,组合定位结果优势明显。     

一种GPS移动基准站精密相对定位新算法

针对GPS载波相位差分定位中差分基准站不能移动的问题,提出了一种GPS移动基准站精密相对定位的方法.该算法首先基于MW组合构造几何无关测量值,然后对几何无关测量值进行滑动平均滤波消除随机噪声影响,在移动站进入移动基准站数据链覆盖范围时进行站间和星间双差处理获得宽巷整周模糊度,并结合载波相位的双差几何相关模型建立Kalman滤波观测方程,将多路径误差建模为1阶Gauss-Markov随机过程,作为状态参数纳入状态方程,增广状态向量,同时扩增观测方程,从而滤波获得L1/L2模糊度浮点解的精确估计,最后采用LAMBDA算法搜索固定模糊度的整数解.通过静态和车载动态实测试验验证了新算法的正确性和适用性.     

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.     

基于递归抗差估计的高精度GPS动态定位方法

GTP短基线动态定位中,单个历元求解时多余观测较少,求解精度不高,可以用后面历元的观测来增加多余观测,这就形成块模型。由于观测存在粗差,本文采用抗差估计递归求解块模型的浮点解,并且基于抗差估计的方差协方差矩阵,用LAMBDA方法搜索整周模糊度,然后固定基线向量,就可得到当前及以前历元较精确的基线向量的估计。最后利用块模型设计阵的结构特点改进算法提高抗差估计的计算效率。大量数值试验表明本文方法是有效的。     

改进型双频相关的整周模糊度单历元解算算法

双频相关法根据双频载波相位测量值之间的相关特性,通过构造模糊度误差带实现了对整周模糊度的快速解算．但由于该算法需要提前设定伪距测量精度,易导致模糊度真值漏搜或者误差带筛选效率下降．基于此,提出了一种改进算法：首先利用基线长度与观测向量信息构造双差几何相关模型,从而定量解算整周模糊度搜索范围;随后分析了模糊度搜索空间稀疏性与载波相位波长、误差带带长、误差带带宽之间的相互关系;最后采用宽巷整周模糊度作为误差带坐标系的横轴,以进一步增强搜索空间稀疏性．多次试验结果表明,在单历元情形下,改进算法的单维模糊度平均筛选效率提高85.71%,平均解算耗时缩短至原先的0.46%,成功率由95.28%提高至99.78%,有效地提高了模糊度解算的快速性与可靠性．     

GPS基线解算结果的某些精化处理方法

ＧＰＳ基线解算的精化处理，是解决基线解算中求解不出整周模糊度的重要方法，论述了采用删除一些岩质观测卫星数据，修复周跳，波技术等处理方法来提高基线解算质量的问题。     

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.     

采用宽窄巷结合的LAMBDA解算方法的北斗多频差分定位技术

目前,常用的多频整周模糊度解算方法有TCAR(Three-Carrier Ambiguity Resolution)、CIR(Cascading Integer Resolution)和LAMBDA(Least-squares Ambiguity Decorrelation Adjustment)这3种.其中TCAR和CIR方法均利用载波相位的宽巷组合易于整周模糊度解算和窄巷组合可减小噪声的特点进行整周模糊度的解算.但是它们的整周模糊度解算性能相对于LAMBDA而言较弱,而且需要预设相关矩阵.针对这一问题,本文提出一种宽窄巷结合的LAMBDA整周模糊度解算方法用于北斗多频的差分定位.该方法在采用LAMBDA算法的基础上,充分利用宽巷组合和窄巷组合的特点,通过使用宽巷组合快速有效解算出的整周模糊度来约束窄巷组合求得的整周模糊度,以达到整周模糊度的快速准确解算的目的,同时通过窄巷组合定位模型的低噪声特点实现较高的定位精度,可有效的提高北斗多频差分定位中整周模糊度的解算效率和定位解算的精度.本文通过在北京航空航天大学楼顶的实际测试数据进行验证.结果表明,采用北斗三频进行定位解算时,宽窄巷结合的LAMBDA整周模糊度解算方法能在比窄巷组合收敛时间减小一半的情况下,实现与窄巷组合相同的3mm定位精度.     

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。     

整周模糊度动态快速求解

提出了一种整周模糊度动态快速解算方法。该方法结合了最小二乘分组搜索方法和整数高斯变换方法,减少了备选整周模糊度的组合数。通过采用多种检验方法剔除不正确的模糊度组合,使整周模糊度的解算具有较高的可靠性和较短的时间。且无论在动态还是静态的情况下,整周模糊度解算时间均比较小。     

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。