北斗单双频单历元模糊度解算算法设计及性能测试研究
北斗卫星系统(BDS)差分定位性能研究
北斗卫星系统（BDS）差分定位性能研究近几年随着全球卫星导航系统(GPS(美国)、GLONASS(俄罗斯)、Galileo(欧洲)、北斗卫星导航系统(BDS中国)及区域增强系统,例如QZSS(日本)及IRNSS(印度))的不断更新,播发信号质量提高以及全球卫星星座的改善,其定位技术也不断革新,我国着眼于国家安全和经济领域,极其重视北斗卫星导航系统的建设,全力研发具有独立知识产权的卫星导航系统。
同别的卫星星座相比较,北斗卫星导航系统的建设目前正逐步的走向成熟,并计划于2020年实现从亚太地区区域性覆盖到全球覆盖,实现从第二代到第三代北斗系统的过渡。
北斗卫星系统是由同步地球高轨道卫星(GEO)、中圆地球轨道卫星(MEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)组成的混合星座,并且每颗卫星可播发三个频段的信号。
北斗卫星系统在全球卫星导航系统中具有重要地位与独特优势,这使其拥有极高的研究价值,近几年随着国内外对北斗卫星系统研究的加深,其对定位精度的要求也愈来愈高,已经由传统的定位精度较低的单点定位方式逐渐发展到高精度差分定位方式,频段也从仅使用单频定位发展到多频组合定位,定位精度大幅提升,并且在民用化建设层面也在稳步推进中,国产北斗终端产品例如廉价导航定位芯片的市场份额日益增加。
目前国内的研究者对北斗多频差分定位解算中窄巷模糊度与卡尔曼滤波新息向量相结合的相关研究较少,并且在北斗廉价单频导航定位芯片的研究中,对基于网络基站的动态RTK定位性能的研究较少,因此本文在北斗中长基线的差分定位中给出一种将窄巷模糊度和卡尔曼滤波结合的历元挑选策略,并且基于网络基站对北斗廉价单频导航定位模块特别是对其动态RTK定位性能进行评估分析,具体工作内容如下:(1)基于北斗三频的独特优势并使用实测数据,研究其中长基线下的差分定位性能,首先使用双频几何无关法并结合本文给出的多历元平均修正法进行周跳探测和粗差剔除从而对数据进行预处理,然后使用伪距和相位无几何无电离层组合进行三频多路径误差检测,并使用宽巷模糊度和电离层无关组合进行B3频段窄巷模糊度求解,然后使用本文给出的利用相邻历元B3频段窄巷模糊度组成卡尔曼滤波的新息值并结合滤波发散条件进行历元挑选的策略。
北斗导航及GPS技术在航海定位中的运用
北斗导航及GPS技术在航海定位中的运用摘要：长期以来，国内海洋环境极其繁杂，且变化无常，尤其在有船舶记载的阶段，产生海损事故的船只数量不计其数，而冲撞与搁浅为产生海损事件的重要起因之一，因此，应用在航海导航体系的研究和使用为当下非常热点的话题之一。
但是如果想要对北斗系统的相关情况进行深入化的分析，需要从北斗导航系统和GPS技术单历元双频模糊度解算固定率与载波相位差分动态定位精确度区别等方面进行相应的比较。
结合有关研究，最终可以得知，二者之间在定位精度方面的差异性比较微小，北斗卫星导航系统可符合船舶导航的精准度诉求。
关键词：北斗导航系统；GPS技术；航海定位；应用引言船舶在中远海航行时，若卫星导航信号长时间受到干扰，平台惯导的定位误差将逐渐增大，反介入∕抗拒止成为技术研究的热点。
专家分别对美国的反介入/区域拒止情况进行了分析。
专家对GPS信号拒止环境下的滤波方法和自动测距导航做了深入研究。
专家对卫星拒止环境下无人系统的关键技术进行了分析研究。
也有专家对全源定位与导航理论框架、SINS/GNSS等技术进行了研究。
事实上在中远海区卫星拒止环境下，利用已知位置区域的无线电发射台信号（短波、中波、长波、甚长波等），进行超视距地波、天波或波导波的信号接收，利用角度信息开展导航定位技术研究将变得十分有意义。
1GPS导航系统原理分析GPS导航系统主要由四个地球天线、四个MCS控制台和六个监测系统组成，其主要目标是全球定位系统数据，接收来自全球定位系统卫星的信号，从全球定位系统卫星的固定角度捕获全球定位系统卫星数据，并据此计算用户设备的计算结果。
当今GPS定位技术有许多不同的方法，但原理大致相同，是用GPS卫星测量的。
GPS定位位置可以根据GPS卫星的运动分为单个位置计算和相对位置计算，大多数情况下计算为伪距离。
多普勒定位和载波波测量也可用于GPS定位。
2北斗导航系统定位原理北斗导航系统使您能够准确确定位置，而北向航空器则允许传送位置信息，而北向航空器系统则有缺点，在某些领域有局限性。
一种基于北斗双频单历元姿态测量算法
一种基于北斗双频单历元姿态测量算法
黄伦文;杨晓婧
【期刊名称】《数字通信世界》
【年(卷),期】2014(0)8
【摘要】在北斗双频单历元姿态测量解算中,利用载波相位观测量所构建的方程组是亏秩的,同时利用北斗码观测方程来解决亏秩问题的精度无法保证.因此,本文利用双频相位观测值的宽巷组合,采用LAMBDA搜索方法,首先固定宽巷模糊度,待宽巷模糊度全部固定后,利用宽巷模糊度值和载波相位观测值可解算出B1/B2整周模糊度,进而解算单历元下载体的偏航角和俯仰角.仿真结果表明该方法对北斗单历元下的模糊度和载体姿态角的解算具有很高的成功率.
【总页数】4页(P19-22)
【作者】黄伦文;杨晓婧
【作者单位】安徽四创电子股份有限公司,合肥230031;中国交通通信信息中心,北京100011
【正文语种】中文
【中图分类】TN96
【相关文献】
1.多约束单历元的北斗双频高精度定向技术实现 [J], 旷野;茅旭初
2.北斗三频精密姿态测量中整周模糊度的单历元可靠固定 [J], 吴明魁;何俊;汪宏晨
3.北斗单双频单历元模糊度解算算法设计及性能测试研究 [J], 张木坤
4.一种基于基准站网的北斗单历元亚米级定位算法 [J], 罗云琪;马国辉
5.基于超短基线的双频整周模糊度单历元取整固定算法 [J], 刘硕;张磊;李健;龙腾因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
北斗单历元基线解算算法研究及初步结果
Ｓ Ｓ即将进入 当前 的 全 球 卫 星 导 航 系 统 ＧＮ Ｇ Ｐ Ｓ、 Ｇ Ｌ ＯＮＡ Ｓ Ｓ、 ＧＡ Ｌ Ｉ Ｌ Ｅ Ｏ 和中国的北斗卫星
１］ 。 作 为 全 球 ＧＮ 导航系 统 共 存 的 局 面 ［ Ｓ Ｓ的组 北斗 卫 星 导 航 系 统 （ 简称北斗系统） 成部分之一 ，
１ 卫星可见性
） ； ） ； 项目来源 ： 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 （ 国家自然科学基金资助项目 （ 国家 ８ ２ ０ １ ２ ２ １ ４ ０ ２ ０ ２ ０ ８ ４ １ ０ ０ ４ ０ １ ４ ６ ３ 计划资 ） 。 助项目 （ ２ ０ １ ２ ＡＡ １ ２ Ａ ２ ０ ２
８ ９ ８
武汉大学学报·信息科学版
（ ） 文章编号 ： １ ６ ７ １ ８ ８ ６ ０ ２ ０ １ ３ ０ ８ ０ ８ ９ ７ ０ ５ － － －
文献标志码 ： Ａ
北斗单历元基线解算算法研究及初步结果
唐卫明１ 邓辰龙１，２ 高丽峰１，３
（ ） 武汉市珞喻路 １ １ 武汉大学 ＧＮ Ｓ Ｓ 中心 ， ２ ９号， ４ ３ ０ ０ ７ ９ ） （ 武汉市珞喻路 １ ２ 武汉大学测绘学院 ， ２ ９号， ４ ３ ０ ０ ７ ９ ） （ 北京市丰滢东路 １ 号 ， ３ 中国航天科技集团公司第九研究院卫星导航系统工程中心 ， １ ０ ０ ０ ９ ４
摘 要： 目 前 北 斗 卫 星导航系统 在 轨 卫 星 共 有 １ 处 于 试 运 行 阶 段， 亚 太 地 区 已 经 具 备 了 实 时 定 位 能 力。 ３颗， 首先 ， 根 据 武 汉 地区的实测 数 据 ， 初 步 分析 当 前 系统 卫 星 的 可 见 性 。 然 后 ， 针对北斗系统短基线相对 定 位， 提 出了 合 适 的模 糊 度 搜索 算 法 。 根 据 武 汉 地区的北 斗／ 进行北斗系统单历元模糊度固定 Ｇ Ｐ Ｓ 双 系统 实 测 数 据 ， 及基 线 解算 ， 并将 模 糊 度 固 定结果 及基 线 解算精度 与 Ｇ 对于 １ Ｐ Ｓ 系统进行 对比 。 结果表 明 ， ５ｋ ｍ 以下的 短 基 线， 北 斗系统 单 历元 模 糊 度 固 定 成功率 超 过 ８ 单历元基 线 解 算 精 度 比 Ｇ 在平面方向可达３ ０％ ； Ｐ Ｓ系 统 稍 低， 高 程方向可达 ６ｃ ｃ ｍ， ｍ。 关键词 ： 北 斗 卫 星导航系统 ； 卫星可见性； 单 历元 ；整 周 模 糊 度 ； 短基线 中图法分类号 ： Ｐ ２ ２ ８． ４ １
北斗三频差分定位关键算法研究与实现
北斗三频差分定位关键算法研究与实现北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,不同于美国的GPS 系统和俄罗斯的GLONASS系统,北斗系统还是全球首个具备全星座播发三种频率卫星导航信号能力的卫星导航系统。
多频观测值是未来全球卫星导航系统发展的趋势,多频观测值的出现不仅极大地增加了多余观测值,提高了卫星定位系统的稳定性和可靠性,同时更意味着可以形成更多性质优良的组合观测值,这些组合观测值一般都具有较长的波长,同时其电离层延迟及组合噪声较小,利用这些组合观测值可以显著提高导航定位的精度。
鉴于多频观测值的诸多优势,开展对北斗三频组合定位算法的研究有着十分重要的现实意义。
本文重点研究了北斗三频观测值组合理论、基于三频观测值的三频周跳探测算法和三频模糊度解算算法以及基于奇异谱分析法的北斗恒星日滤波算法,主要研究工作如下:(1)从北斗系统观测方程出发,推导了三频组合观测值的观测方程及其各项误差的表达式,并分析了各项误差之间的关系,最后以波长、电离层延迟以及观测噪声为标准选取了最优整系数线性组合,结果表明:满足较长波长并且电离层延迟和观测噪声较小的组合观测值其系数之和等于零;(2)研究了两种基于三频观测值的周跳探测与修复方法:伪距相位组合法和无几何相位组合法。
介绍了两种方法的周跳探测原理,然后分析了两种周跳探测方法各自存在的局限性,并针对伪距相位组合法探测周跳时容易受到电离层延迟影响的不足,提出了一种新的顾及伪距组合系数的弱电离层周跳探测方法。
首先在构造周跳检测量时通过设定伪距相位组合的电离层延迟系数阈值并以周跳估值的标准差最小为原则搜索得到具有最小电离层延迟系数的伪距相位组合系数,筛选出的伪距相位组合电离层延迟影响不大于0.06周,然后采用2个上述伪距相位组合和1个无几何相位组合进行联合周跳探测。
最后利用不同采样率的北斗三频观测数据进行验证,结果表明:本文提出的周跳探测方法受电离层延迟影响较小且不存在不敏感周跳组合,能准确探测各种周跳组合。
北斗卫星导航系统的性能评估与优化研究
北斗卫星导航系统的性能评估与优化研究引言：北斗卫星导航系统作为中国自主研发的全球卫星导航定位与导航系统，已在多个领域发挥了重要作用。
为了确保北斗卫星导航系统的性能和精度，进行性能评估与优化研究是必要的。
本文将对北斗卫星导航系统的性能评估与优化研究进行探讨，包括性能评估的指标与方法、性能优化的途径与技术应用。
一、北斗卫星导航系统的性能评估指标与方法1. 定位精度评估：北斗卫星导航系统的定位精度是评估其性能的重要指标之一。
对于不同的应用场景，定位精度的要求也不同。
对于车辆导航、船舶定位等需要高精度的应用，通常采用RMSE（Root Mean Square Error）指标来评估定位误差。
对于精度要求不高的普通导航应用，可以采用CEP（Circular Error Probable）指标来评估。
此外，还可以考虑PDOP（Position Dilution of Precision）等指标来评估定位性能。
2. 数据完整性评估：数据完整性评估是评估北斗卫星导航系统是否能够提供连续可靠的导航数据的指标。
在实际应用中，由于遮挡、信号干扰等原因，导航数据可能会出现中断或者丢失。
因此，评估北斗卫星导航系统的数据完整性是非常重要的。
可以通过统计导航数据中的丢失率、间断时间等指标来评估数据的完整性。
3. 时间精度评估：对于一些对时间要求较高的应用，如通讯、金融等领域，北斗卫星导航系统的时间精度也是重要的性能指标之一。
可以通过与标准时间源的对比来评估北斗卫星导航系统的时间精度。
同时，也可以考虑时钟稳定性、时间延迟等指标来评估系统的时间性能。
二、北斗卫星导航系统的性能优化途径1. 基础设施建设：北斗卫星导航系统的性能优化首先要确保系统的基础设施建设完备。
包括增加卫星数量，提升卫星覆盖范围，完善地面基站布局等。
通过增加卫星数量和改善覆盖范围，可以提高北斗卫星导航系统的定位精度和数据完整性。
同时，合理布局地面基站，可以提高信号接收的质量和稳定性，进一步提升性能。
GPS北斗定位解算算法的研究
GPS北斗定位解算算法的研究一、本文概述随着全球定位系统的快速发展，GPS和北斗卫星导航系统已成为人们日常生活中不可或缺的定位技术。
它们通过接收来自多个卫星的信号，计算出接收器在地球上的位置，为导航、测量、军事等领域提供了强大的支持。
然而，GPS和北斗定位解算算法的研究，作为定位技术的核心，其复杂性和精度要求使得这一领域的研究具有重要的理论价值和实践意义。
本文旨在深入研究GPS和北斗定位解算算法，分析其原理、特点和优化方法，旨在提高定位精度和效率。
文章首先简要介绍了GPS和北斗卫星导航系统的基本原理和发展现状，然后重点阐述了定位解算算法的基本理论和关键技术，包括信号接收、信号处理、定位解算等过程。
在此基础上，文章对现有的定位解算算法进行了分析和比较，指出了各自的优缺点和适用范围。
为了进一步提高定位精度和效率，文章还探讨了定位解算算法的优化方法。
通过引入先进的信号处理技术和优化算法，对传统的定位解算算法进行了改进和创新。
这些优化方法包括滤波技术、最小二乘法、神经网络等，它们可以有效地提高定位精度、减少定位时间和降低误差。
文章对GPS和北斗定位解算算法的未来发展趋势进行了展望。
随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，定位解算算法将面临着更多的挑战和机遇。
未来，我们将继续深入研究定位解算算法，推动其在导航、测量、军事等领域的应用和发展。
本文的研究将为GPS和北斗定位解算算法的优化和应用提供理论支持和实践指导，有助于推动我国卫星导航事业的发展和创新。
二、GPS和北斗卫星导航系统概述全球定位系统（GPS）是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、车行速度及精确的时间信息。
该系统由空间部分——GPS卫星、地面控制部分-地面监控系统、用户部分-GPS 信号接收器三大部分组成。
GPS系统最初是为了军事目的设计的，但现在已经广泛应用于商业和民用领域，包括航空、航海、车辆导航、测量和地理信息系统等。
多约束单历元的北斗双频高精度定向技术实现
伪 距双 差值 ，
， 为伪距 双差 误差 。（ ５ ） 式与 （ ８ ）
其中 ＝ ＝ ： 露 一露， 代表卫星ｆ 与 之间的差分，
由此可见 ，双 差可 以进 一步 消除接收机 钟差 ，若 两台 接 收机 同时对 颗卫 星有测量值 ，则可组成 一 １个
式联立可得磁 的估计值
●
２ ． ２北斗双频宽号 标 称 载 波 频 率 为 １ ５ ６ １ ． ０ ９ ８ ＭＨｚ ，Ｂ ２ Ｉ 信 号标称 载 波频 率 １ ２ ０ ７ ． １ ４ ０ Ｍｎ ｚ ，根
据 ｃ＝ 厂可 得 对 应 的波 长 分 别 为 １ ９ ． ２ ２ ｃ ｍ 和
丑 ＝ 一 ＝ ～ （ ａ ｂ ・ 一Ｃ ・ ｄ ｒ ． 丑 ） ＋ 丑 一 丑
（ ４）
＝ ＋ ｃ （ ｄ Ｔ 一 ） ＋ ｄ ； ｏ ＋ 一
式 （ ７ ） 中
（ ７ ）
为伪 距残 差 ，两 个 卫 星 的伪 距观
其中 ＝（ ， Ｐ ， ） 表示接收机与卫星ｉ ３ Ｌ ｆ ￣Ｊ 单位 测方程 做 差 ，得 到 伪距 的双 羞观测 方程
值，
、厂 ＇ 为对应的载波频率 ，信号传播时间
７
为 ，则有
旷野 等：多约束单历元的北斗双频 高精度定向技术实现
． ｇ － ： ： Ｈ ， ｒ＝ ＝ ｌ Ｌ ，Ｐ
一
般而 言 的双 频观 测组 合可 以表示 为
＝ ＋ 仍
宽巷组 合 也应该 满足 式 （ １ ０ ），即
矢 量 ， 同理对 于卫星 ， 也 可 以得 到对 应 的单差 方程 ，
＝ 一
两个卫星的单差方程再进行一次差分 ，得到双差方
程ｔ
一 ’－ ．
北斗动态定位定向算法及测试探讨
北斗动态定位定向算法及测试探讨作者：陈霄王丽亚喻金郭莉莉来源：《科技创新导报》2019年第17期摘 ; 要：本文基于北斗卫星导航系统定向中的附有基线长度限制的单频单历元模糊度确定方法和双频单历元模糊度确定方法进行研究，并采用LAMBDA搜索方法进行模糊度搜索和确定，对北斗单双频单历元模糊度确定成功率和定向精度等指标进行了分析，在此基础上，利用UB240北斗/GPS双模双频接收机对算法性能进行了测试，结果表明单历元双频模糊度确定的可靠性高于99.8%，在成功率和可靠性上完全可以满足北斗动态定位定向的需要。
关键词：北斗 ;导航 ;卫星 ;定向 ;算法中图分类号：P228 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1674-098X（2019）06（b）-0013-02虽然GPS定向算法比较成熟，而北斗定向算法与其基本一致，但北斗卫星导航系统实现了亚太地区覆盖，对北斗定向的算法进行研究同样具有非常重要的意义。
因此，本文基于北斗卫星导航系统定向中的附有基线长度限制的单频单历元模糊度确定方法和双频单历元模糊度确定方法进行研究，并采用LAMBDA搜索方法进行模糊度搜索和确定，对北斗单双频单历元模糊度确定成功率和定向精度等指标进行了分析。
1 ;算法说明定向解算的基本过程包括原始观测数据实时获取，单点定位解算获取初始位置，观测方程的线性化和组成双差观测值、模糊度固定、基线解算、方位角的计算等模块。
模糊度确定是最为关键部分，本文只给出了北斗定向中模糊度确定方法。
1.1 附有基线长度约束单频单历元模糊度解算方法1.1.1 附有约束条件的模糊度浮点解求解联合基线长度观测方程和载波相位、伪距观测值的双差观测方程得到的联合方程：（1）式中，B为北斗观测值的系数矩阵;BS为基线长度的系数阵;λ1为载波B1的波长;b为模糊度向量;a为基线向量，I为单位阵;、、分别为观测值B1、C1、基线长度的改正数;、为B1、C1观测值与几何距离之差;ls为基线长度与基线长度初值之差;PB1、PC1、PB为观测值B1、C1、基线长度的权矩阵。
基于单频数据的北斗单历元定向算法研究
6DIGITCWDI G I T C W技术 研究Technology Study2017.04基于单频数据的北斗单历元定向算法研究张国利1，李娟娟2，3，杨开伟2，3（1.中国人民解放军92941部队，葫芦岛 125001；2.中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄 050081；3.卫星导航系统与装备技术国家重点实验室，石家庄 050081）摘要：在进行北斗单频单历元定向解算时，采用LAMBDA方法获得的最优解不能保证完全正确。
在此基础上，本文提出了一种基线长辅助搜索算法，通过理论分析和试验验证，表明该定向算法能够提高单历元定向的成功率和精度。
关键词：北斗；单频；单历元算法；定向doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.04.002中图分类号：TN96 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2017）04-0006-03Abstract:In the single-epoch heading determination algorithm of single frequency BDS, LAMBDA algorithm cannot ensure an absolutely correct optimum solution. On this basis, starting from the common single frequency LAMBDA algorithm, a baseline length constraint search method of ambiguity resolution is put forward, which enhances the success rate and reliability and ensures the validity and usability of the single epoch algorithm. The results of calculation indicate that the single epoch algorithm can get very high success rate and heading accuracy, and demonstrate that this heading determination algorithm is feasible and reliable in practice.Keywords ：BDS; single frequency; single epoch algorithm; heading determinationZhang Guoli 1, Li Juanjuan 2,3, Yang Kaiwei 2,3(1. 92941 uint of PLA, Huludao,125000; 2.The 54th Research Institute ofCETC ，Shijiazhuang, 050081; 3. State Key Laboratory of Satellite NavigationSystem and Equipment Technology ，Shijiazhuang, 050081)BDS Single Epoch Heading Determination Algorithm with Single Frequency Data基金项目：国家国际科技合作专项基金资助项目(2013DFA10540)；地理信息国家重点实验室开放基金（SKLGIE2014-M-2-4）。
北斗GEO卫星失效对单历元基线解算的影响
2020.09科学技术创新随着科技技术的提升，以及对卫星导航定位需求的日益增长。
卫星导航发展已进入百花齐放、群星争艳的时代[1]。
北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS ）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施[2]。
BDS 系统的空间段由静止轨道卫星（geostationary earth orbit,GEO ）、倾斜地球同步轨道卫星（inclined geosynchronous orbit,IGSO ）和中高轨道卫星（medium earth orbit,MEO ）三类卫星组成[2]，其他导航系统相比，BDS 系统增加了两种特殊的卫星类型：GEO 卫星与IGSO 卫星。
由于GEO 高轨道特性，相对MEO 卫星而言，可以被观测的时间大大增加，有效的郑家了时段内卫星的可见数量，有利于区域增强导航系统的性能。
目前对北斗基线解算常用的方法有，附有约束的单频单历元解算方法；使用双频伪距加宽巷载波相位双差模型进行的基线解算；使用实现单历元三频基线定位。
但这些并未深入研究GEO 卫星的特殊构型对模糊度固定率及定位结果的影响，因此，文中着眼于GEO 卫星的特殊性，对BDS 单历元基线定位中GEO 卫星数目对于模糊度解算成功率和定位精度的影响。
1函数模型和随机模型三频单历元基线解算模型:三频数据双差组合可以描述为[10]：（1）（2）式中：、表示伪距双差和载波双差；i 、j 、k 分别表示BDS 组合系数，f 1、f 2、f 3为北斗信号的频率。
由于北斗系统具备3频播发功能，所以可以使用三频组合无几何模糊度固定的成功率。
根据上述模型对载波观测值组合得到超宽巷值，其中优先固定(0,-1,1)超宽巷模糊度。
双差观测模型，如下：（3）式中：、表示EWL 载波和伪距观测值残差；I 为单位阵；A 为系数矩阵；X 为待求坐标改正数；和分别为载波双差、伪距双差与几何距离双差之差。
BDS站三频整周模糊度单历元确定方法
BDS站三频整周模糊度单历元确定方法在GNSS领域中，BDS（北斗卫星导航系统）站三频整周模糊度单历元确定方法是一种重要的技术，在实时动态定位中起着至关重要的作用。
模糊度的确定是GNSS系统中解算位置的关键步骤，而整周模糊度的确定是解决模糊度问题的关键之一、本文将详细介绍BDS站三频整周模糊度单历元确定方法的原理，步骤和相关技术细节，并探讨其在实际应用中的意义和前景。
一、整周模糊度的概念在GNSS系统中，模糊度是指信号传播路径中未知的整数个波长，是解算位置时常常遇到的问题。
模糊度的确定是定位精度和稳定性的关键因素之一、整周模糊度是指模糊度的整数部分，它的确定需要用到一定的技术手段和算法。
二、BDS站三频整周模糊度单历元确定方法原理BDS站三频整周模糊度单历元确定方法的核心原理是利用不同频率的载波相位观测值进行组合，通过计算得到载波相位之间的整倍数关系，确定整周模糊度。
其中，三频观测值的组合能够提高整周模糊度的可靠性和鲁棒性，以及提高定位精度和稳定性。
三、BDS站三频整周模糊度单历元确定方法步骤1.数据预处理：首先对接收到的观测数据进行预处理，包括数据的质量检查、电离层延迟的删改、多路径效应的处理等。
2.多频观测值组合：将接收到的三频载波相位数据进行组合，得到不同频率之间的差分观测值。
3.整数模糊度解算：通过计算不同频率之间的整倍数关系，确定整周模糊度的解算值。
4.残差项处理：对解算结果进行残差项处理，进一步提高整周模糊度的确定精度。
5.结果验证：最后对整周模糊度的解算结果进行验证，确保其可靠性和准确性。
四、BDS站三频整周模糊度单历元确定方法的意义和前景BDS站三频整周模糊度单历元确定方法在实时动态定位中具有重要的意义和应用前景。
通过该方法，可以提高整周模糊度的确定精度和稳定性，进一步提高定位精度和稳定性。
同时，该方法也可以应用于多站联合处理、快速PPP（精密点位技术）等领域，为GNSS系统的应用和发展提供有力支持。
改进型双频相关的整周模糊度单历元解算算法
改进型双频相关的整周模糊度单历
元解算算法
改进型双频相关的整周模糊度单历元解算算法是一种用于处理全球定位系统（GPS）卫星伪距测量数据的算法。
它利用双频相关信号，通过模糊度单历元解算，以最小二乘的方式计算出定位结果，能够很好地解决GPS定位过程中出现的不确定性问题。
改进型双频相关的整周模糊度单历元解算算法的基本思想是，首先确定每个卫星的射电矢量，然后使用双频相关信号来计算伪距测量误差，最后建立一个模糊度单历元解算模型，用最小二乘的方式对这些伪距测量误差进行解算，从而得到定位结果。
此外，改进型双频相关的整周模糊度单历元解算算法还可以利用计算机的快速运算能力，优化整周模糊度单历元解算的精度，提高GPS定位的精度。
该算法利用了双频相关信号的特性，分析定位系统中出现的导航参数误差，并将这些误差作为优化参数，通过最小二乘法对其进行优化，最终达到改善定位精度的目的。
此外，由于改进型双频相关的整周模糊度单历元解算算法可以有效改善GPS定位计算时出现的误差，因此可以
用于军事、航空、船舶、地质勘探等领域，从而提高定位的精度。
总之，改进型双频相关的整周模糊度单历元解算算法是一种能够改善GPS定位精度的算法，它利用双频相关信号，通过模糊度单历元解算，以最小二乘的方式计算出定位结果，能够很好地解决GPS定位过程中出现的不确定性问题，也可以用于军事、航空、船舶、地质勘探等领域，提高定位的精度。
开题报告书 北斗卫星导航系统(BDS)数据质量分析及定位精度评价
学科、专业
研究方向
指导教师
姓名、职称
培养学院
开题报告时间
**大学研究生院制表
重点针对重点针对重点针对现阶段基本星座下现阶段基本星座下现阶段基本星座下33颗地球同步轨道卫星颗地球同步轨道卫星颗地球同步轨道卫星geogeogeo33颗倾斜地球同步轨道卫星颗倾斜地球同步轨道卫星颗倾斜地球同步轨道卫星igsoigsoigso的北斗的北斗的北斗卫星导航系统服务性能进行了仿真分析对比了北斗卫星导航系统卫星导航系统服务性能进行了仿真分析对比了北斗卫星导航系统卫星导航系统服务性能进行了仿真分析对比了北斗卫星导航系统compasscompasscompass与与与gpsgpsgps兼容兼容兼容后在中国地区测量精度的变化后在中国地区测量精度的变化后在中国地区测量精度的变化20112011分析了北斗卫星导航系统分析了北斗卫星导航系统分析了北斗卫星导航系统的组成结构在仿真的组成结构在仿真的组成结构在仿真compasscompasscompass系统星座结构的基础上分析该系统在中国大陆区域内卫星系统星座结构的基础上分析该系统在中国大陆区域内卫星系统星座结构的基础上分析该系统在中国大陆区域内卫星的可见性的可见性的可见性pdoppdoppdop值和定位精度
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北斗单双频单历元模糊度解算算法设计及性能测试研究
作者：张木坤
来源：《科技创新导报》2017年第09期
摘要：该文基于北斗卫星导航系统定向中的附有基线长度限制的单频单历元模糊度确定方法和双频单历元模糊度确定方法进行研究，并采用LAMBDA搜索方法进行模糊度搜索和确定，对北斗单双频单历元模糊度确定成功率和定向精度等指标进行了分析，在此基础上，利用UB240北斗/GPS双模双频接收机对算法性能进行了测试，结果表明单历元双频模糊度确定的可靠性高于99.8%，在成功率和可靠性上完全可以满足北斗动态定位定向的需要。
关键词：北斗导航卫星定向算法
中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（c）-0018-03
卫星导航定位系统具有全球覆盖、全天候、应用成本低等特点，在军民多个领域得到了广泛的应用。
其中卫星导航定向技术，因其在轮船姿态测量、火炮定位定向以及精密机械控制等相关领域中的应用，成为卫星导航应用的一个重要研究方向。
北斗卫星导航系统（以下简称北斗）是我国独立自主研制的新一代卫星导航定位系统，研究北斗定向算法，分析其定向精度、性能等指标，进而为研制北斗的定位定向设备提供技术支持，具有重要的应用价值。
在卫星定向中，一般具有基线长度等约束条件，因此，为了节约成本，通常采用单频接收机。
在某些特殊的应用中，为了减少定向的初始化时间和增加可靠性等，而采用双频接收机。
国内外许多学者对GPS单历元双频相位整周模糊度确定算法做过研究，并取得了可靠的成果。
由于单频数据观测量少，特别是单历元确定模糊度比较困难，因而人们常常利用某种约束条件或其他外部的观测量来辅助确定整周模糊度。
虽然GPS定向算法比较成熟，而北斗定向算法与其基本一致，但北斗卫星导航系统实现了亚太地区覆盖，对北斗定向的算法进行研究同样具有非常重要的意义。
因此，该文基于北斗卫星导航系统定向中的附有基线长度限制的单频单历元模糊度确定方法和双频单历元模糊度确定方法进行研究，并采用LAMBDA（the least-squares ambiguity decorrelation adjustment）搜索方法进行模糊度搜索和确定，对北斗单双频单历元模糊度确定成功率和定向精度等指标进行了分析。
1 算法说明
定向解算的基本过程包括原始观测数据实时获取，单点定位解算获取初始位置，观测方程的线性化和组成双差观测值、模糊度固定、基线解算、方位角的计算等模块。
模糊度确定是最为关键部分，该文只给出了北斗定向中模糊度确定方法。
1.1 附有基线长度约束单频单历元模糊度解算方法
1.1.1 附有约束条件的模糊度浮点解求解
联合基线长度观测方程和载波相位、伪距观测值的双差观测方程得到的联合方程：
式中，B为北斗观测值的系数矩阵；为基线长度的系数阵；为载波的波长；为模糊度向量；为基线向量，为单位阵；、、分别为观测值、、基线长度的改正数；、为、观测值与几何距离之差；为基线长度与基线长度初值之差；、、为观测值、、基线长度的权矩阵。
由分块求逆和矩阵反演知识可知，在加上基线长度条件后，对模糊度浮点解有了明显改善，这说明在基线长度条件融合在北斗观测信息中时，增加了北斗的观测信息量，在很大程度上提高了模糊度浮点解的精度，降低了其相关性。
利用式（1）可以求解出模糊度的浮点解和协方差矩阵，然后利用LAMBDA方法进行模糊度确定。
1.1.2 单频模糊度搜索方法
由于初始基线向量的精度不高，基线长度条件在列方程的时候有一定的误差损失，导致浮点解精度不高，搜索满足式（1）的模糊度组合并不一定满足基线长度条件。
为了解决这一问题，该文采用以下两步搜索算法。
（1）用LAMBDA搜索方法搜索出多组模糊度组合。
搜索的方法与LAMBDA搜索方法一致，只是此处搜索出不是唯一的一组模糊度，而是依次按LABMDA方法的搜索原则最优的多组模糊度组合组成的模糊度空间，模糊度组合的数量与浮点解精度成反比，一般取5～100不等。
（2）在多组模糊度组合组成的模糊度空间中，利用已知基线长S作为限制条件，用最小二乘的方法解求出各组模糊度的基线，求出解的基线长备选值。
利用已知基线长搜索最佳整周模糊度有两种方案：①把已知的基线长作为必要条件；②已知的基线长作为最佳条件。
必要条件是在计算基线长和已知基线长差值在一定范围内的所有整周模糊度备选值中，搜索最小的VTPV。
式中，S为已知的基线长；为计算基线长；为一个常量，大小根据载波相位的精度和基线长度来定，一般对于短基线，如果模糊度正确，利用载波相位观测值计算的基线是mm级的，计算基线长度与实际基线长度之差不会超过1cm，因此，常取1 cm。
1.2 双频单历元模糊度解算方法
双频单历元模糊度确定方法分为以下两步来实现：（1）单历元宽巷模糊度确定。
（2）利用宽巷观测值，确定B1、B2模糊度。
P码伪距和宽巷观测值组成的联合方程可以得出宽巷观测值的模糊度浮点解及其协因数阵，然后就可以用LAMBDA方法进行模糊度确定。
利用固定
模糊度后的宽巷观测值求解B1、B2观测值的模糊度。
宽巷观测值的模糊度与B1、B2观测值的模糊度关系为：
宽巷伪距和B1、B2观测值组成联合方程消除B2观测值的模糊度，剩下B1观测值的模糊度参数和三维坐标参数。
用类似于确定宽巷模糊度的方法，确定B1的模糊度，然后由式（3）计算B2的模糊度。
2 算法性能测试
为了测试北斗定向算法的可靠性和成功率，该文选取了以下算例进行测试分析，算例信息如表1所示，所有接收机均为和芯星通生产的UB240北斗/GPS双模双频接收机，采样间隔为1 s。
2.1 单频单历元模糊度解算结果
在无约束和基线长度约束的情况下，仅利用算例中的单频数据进行单历元模糊度确定，为了比较北斗与GPS单频模糊度解算，同时对北斗和GPS进行数据处理。
把Bernese 5.0解算的GPS基线数据结果作为参考值，将北斗和GPS得到的模糊度确定结果分别与其进行比较，判断是否正确。
其成功率对比如表2所示。
从表2可以看出，无约束条件下，北斗不同算例之间单频单历元模糊度确定的成功率从4%～36%不等，反映在无约束条件下仅仅使用单频单历元的伪距和载波相位观测值来确定模糊度的成功率非常低。
在基线长度约束的条件下，北斗单频单历元模糊度的固定率及正确率比无约束条件下提高了1倍。
另外，4组基线的北斗模糊度固定率以及成功率都略低于GPS。
2.2 双频单历元模糊度解算结果
在无约束和基线长度约束的情况下，进行单历元双频模糊度确定，并与GPS双频模糊度确定结果比较。
把Bernese 5.0解算的GPS基线数据结果作为参考值，北斗和GPS模糊度确定结果如表3所示。
从表3可以看出，在无约束和基线长度约束的条件下，北斗不同算例之间双频单历元模糊度固定率都优于99.80%，而且数据的正确率优于99.98%。
因此，利用双频载波单历元确定模糊度相当可靠。
另外，6组基线北斗模糊度的固定率和正确率跟GPS基本一致。
2.3 单历元定向精度结果
在模糊度正确确定的基础上，对基线1至基线4的定向精度进行了统计，其结果如表4和表5所示。
从表4和表5中可以看出，定向精度与基线长度有明显相关性，基线越长定向精度越高，另外4组基线中GPS定向精度都略高于北斗。
通过对卫星数和卫星几何分布进行比较发现，北斗卫星数和几何分布都不如GPS。
3 结语
通过对北斗定向中单双频单历元模糊度确定方法的研究和多个算例测试，以及北斗与GPS 定向中模糊度确定成功率及定向精度的比较分析，可以得到以下几个结论。
（1）单历元单频模糊度固定的成功率很低，难以满足实时动态应用需求，在实际应用中需要采用多个历元解算或者是增加其他的约束条件如基线长度和俯仰角等。
（2）单历元双频模糊度确定的可靠性高于99.8%，在成功率和可靠性上完全可以满足北斗动态定位定向的需要。
（3）北斗定向精度目前虽略低于GPS，但是处于同一数量级，已可以满足多种应用的需求。
随着北斗卫星导航系统的发展，卫星数目会越来越多，其精度必然会取得长足的进步，甚至会赶超GPS。
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