北斗三频差分定位关键算法研究与实现
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。
一种计算北斗三频多路径的方法及其结果分析
０ 引 言
北斗 卫 星 导 航 系 统 （ Ｂ ｅ ｉ Ｄ ｏ ｕ Ｎ ａ ｖ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ Ｓ ｙ ｓ — ｔ ｅ ｎ，Ｂ ｒ Ｄ Ｓ ） 是 中国正在 实施 的 自主 发展 、 独立 运 行 的全 球 卫星 导航 系统 。截 至 ２ ０ １ ２年年 底 ， 有 ５颗 地 球静 止轨 道
ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ａ ｎ ｇ ｅ ｔ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ￣ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｐ ｓ ｅ ｕ ｄ ｏ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｍｕ ｈ ｉ ｐ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｓ ｗｈ ｅ ｎ ｏ ｎ ｌ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｂ１ ａ ｎ ｄ Ｂ ２ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ３ ）
摘
要： 多路 径误 差分析是 北斗卫 星导航 系统性能评估 的一 项重要 内容 。本 文给 出了一种新 的计算 ３频 多路 径
误差的方法 ， 该方法只 需对 Ｂ １和 Ｂ ２载 波相 位观 测 值进 行 处 理就 能得 到 ３个频 率 的伪 距 多路 径误 差。利 用 Ｍ Ｇ Ｅ Ｘ跟踪站的数据计 算 了 Ｂ Ｄ Ｓ的 多路径误 差， 从 Ｇ Ｐ Ｓ和 Ｂ Ｄ Ｓ多路径误 差比较 以及 纬度 、 轨道和频 率 因素分析 了Ｂ Ｄ Ｓ多路径误差的特性 ， 结 果表 明， Ｂ Ｄ Ｓ多路 径误 差 小 于 ０ ． ５ ｍ， 符合 质 量检 查要 求 ， 其 性 能优 于 Ｇ Ｐ Ｓ卫星
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ａ ｓ ｋ ｔ ｏ ｅ ｖ ｌｕ ａ ａ ｔ ｅ ＢＤ Ｓ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ．Ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｂ ＤＳ ｔ ｉ ｒ ｐ ｌ ｅ—ｆ ｒ ｌ ｅ ・
基于北斗_多频观测量的载波相位差分精密定位技术研究
【关键词】北斗；多频；线性组合；载波相位差分
1 引言
北斗卫星导航系统（COMPASS）是我国自行研 制的一种新型、全天候、区域性的卫星导航系统，可 以为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服 务[1]，北斗导航定位系统的建成使我国自主进行高精 度相对定位成为可能。为了减弱卫星广播星历误差、
卫星钟差和大气折射误差的影响，在实际应用中常采 用载波相位观测值间的各种线性组合来获得高精度的 导航定位结果[2]，利用北斗系统多频观测量进行载波 相位差分相对定位，可以提高定位精度及可靠性。目 前，国内对于北斗多频相对定位的讨论还比较少，因 此，本文利用调制在B1、B2、B3三个频点上的载波相
λ3Δ∇φ3ij (k) =Δ∇ρij (k) −β2Δ∇Iij (k) +λ3Δ∇N3ij +Δ∇εφij3(k) (4)
北斗导航系统移动基准站差分定位算法
北斗导航系统移动基准站差分定位算法王一军;杨杰;余明杨【摘要】针对复杂测量环境无法建立固定基准站及进行精密定位的问题,提出一种基于北斗导航系统的移动基准站差分定位算法,即基准站与流动站同时运动并实现高精度差分定位的算法.基于载波相位测量值,在动态短基线条件下,对数据进行站间和星间双差处理,消除接收机钟差以及其他公共误差.对多频观测值进行线性组合,构造双差载波相位超宽巷、宽巷、中巷及窄巷观测量.对上述观测量进行窗口滑动均值滤波并采用逐级模糊度确定法固定整周模糊度,即沿着从超宽巷到窄巷的顺序依次求解整周模糊度.为验证算法有效性,设计基于北斗导航系统的轨道外部几何参数检测仪进行实验,实现毫米级静态相对定位精度和厘米级RTK相对定位精度.%Aiming at the problem that fixed measurement environments cannot establish a fixed base station and thus cannot carry out precise positioning,a differential positioning algorithm for mobile base station based on BeiDou navigation system was proposed,which means achieving high-precise differential positioning while the base station and the rover both moving.Based on the carrier phase measurement,under the condition of dynamic short baseline,the datum were inter-station and inter-satellite double-difference processed,eliminating receiver clock error and other common errors.Based on the linear combination of multi-frequency measurement,the observation of the super-wide lane,the wide lane,the middle lane and the narrow lane was obtained,the window-moving average filter was carried out and the ambiguities were fixed by the stepwise ambiguity determination method,that is,along the order from thesuper-wide lane to the narrow lane to solve the ambiguity.In order to verify the effectiveness of the algorithm,a verification experiment of the external geometric parameter detector based on the BeiDou navigation system was designed to realize the static relative positioning accuracy of millimeter and the RTK relative positioning accuracy of centimeter.【期刊名称】《国防科技大学学报》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】6页(P45-49,138)【关键词】移动基准站;双差载波相位窄巷组合;逐级模糊度确定法;线性组合【作者】王一军;杨杰;余明杨【作者单位】中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410075;中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410075;中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410075【正文语种】中文【中图分类】P228北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite System,BDS)载波相位差分定位中基准站一般都必须固定不动。
三频GNSS精密定位理论与方法研究
三频GNSS精密定位理论与方法研究作者：芦海涛来源：《卫星电视与宽带多媒体》2019年第21期【摘要】如今，三频GNSS精密定位技术的应用范围不断扩大，已经成功应用于北斗系统。
但是，相比而言，我国应用三频GNSS精密定位技术的时间比较短，缺乏理论基础和实践经验。
要想发挥出三频GNSS精密定位的作用，国内就必须加大对三频GNSS精密定位理论和方法研究，提高三频GNSS精密定位的精准度。
【关键词】三频; GNSS ;精密定位;定位方法当下，国内北斗系统正在快速运行，可以使用的卫星资源数量和种类也在不断增多，对三频GNSS精密定位的研究可以提高三频GNSS精密定位的精准度，体现出三频GNSS精密定位的作用和价值。
1. 三频GNSS精密定位理论如今，专业人员利用滑动多项式拟合改进了三频GNSS精密定位的计算方法，提高了三频GNSS精密定位的准确度，通过分析几何组合之间的历元差分，分析三频GNSS精密系统接观测值，以此来获取三频GNSS精密定位建模的方法。
目前，专业人员已经得出三频GNSS精密定位的推算公式，可以准确的对比伪距，这样就可以有效避免超宽观测路径相互影响，更好的保证定位的精准度。
在三频GNSS精密定位系统应用的过程中，经常会出现三频修复不准确的现象，而导致三频修复不准确的原因比较多，相关人员首先要分析出现该现象的原因，随后就需要针对存在的问题采取完善对策。
针对三频修复不准确的问题，工作人员可以先调整三频GNSS精密定位系统搜索的范围，提高系统的适应性，系统搜索的范围越小，修复的准确度就会越高，定位也就越准确，这也是三频GNSS精密定位系统存在的局限性，在使用范围上有一定的要求。
全球导航卫星定位系统是在了解每一个用户的时间差之后，再利用两个卫星之间的距离，发射的时间等多种方式测量。
全球导航卫星定位系统是一种无线定位系统，它一般存在于地球的表面或者是在地表附近的任何空间，地点，为每一个客户提供关于自己所需要的三维定位以及关于时间速度等多种信息。
北斗三号卫星多频多通道差分码偏差估计与分析
摘要：差分码偏差（DCB）是电离层建模与导航定位授时的主要误差源，北斗多频多通道信号衍生出一系列新的DCB。
本文首先分析了北斗三号卫星的码观测值组合及可估的DCB类型，建立了北斗三号卫星多频码偏差估计的数学模型，利用IGS实测数据首次估计得到了22种不同类型的北斗DCB。
在此基础上，全面比较分析了各类DCB的内符合精度、外符合精度及月稳定度。
结果表明，北斗三号卫星各类DCB的闭合差基本都在0.2 ns以内，具有较好的内符合精度；估计结果与中科院（CAS）、德国宇航中心（DLR）提供的DCB产品具有一致性，与CAS的6种DCB偏差基本在0.1 ns以内，与DLR的4种DCB偏差基本在0.2 ns以内；由于误差传递的影响，通过线性转换得到DCB值的精度和可靠性不及DCB直接估计量；北斗三号卫星各类DCB的月平均标准差为0.083 ns，具有较好的中长期稳定性；相较于北斗二号卫星，北斗三号卫星的DCB稳定性相对更优。
关键词：北斗三号全球导航卫星系统多频多通道差分码偏差一致性稳定性Estimation and analysis of the multi-frequency and multi-channel DCB for BDS-3Abstract: Differential code bias (DCB) is one of the major errors in ionospheric modeling, satellite navigation, positioning, and timing. A new series of DCBs is derived from BDS multi-frequency and multi-channel signals. Firstly, this paper analyzes the code observation combination and estimable DCB type for BDS-3, establishes the mathematical model of multi-frequency and multi-channel DCB estimation, and estimates more than 20 types of DCB by using IGS data. On this basis, the precision, accuracy, and monthly stability of various DCBs are compared and analyzed comprehensively. The results indicate that the closure errors of BDS-3 DCBs are basically within 0.2 ns, which shows good precision. The estimated results have a good agreement with the DCB products provided by CAS and DLR. Six types of DCB differences with CAS are basically within 0.1 ns. Four types of DCB differences with DLR are basically within 0.2 ns. Due to the influence of error propagation, the accuracy andreliability of DCB obtained by linear transformation are not as good as DCB estimated directly. The monthly mean STD of BDS-3 DCBs is 0.083 ns, showing good medium- and long- term stability. Compared with that of BDS-2, the DCB stability of BDS-3 is relatively better.Key words: BDS-3multi-frequency and multi-channel differential codebias consistency stabilityGNSS导航信号差分码偏差(differential code bias, DCB)是指由于硬件延迟导致同一时刻不同频率或同一频率上不同测码信号之间的时延差异，包括卫星端差分码偏差和接收机端差分码偏差[1]。
北斗导航数据处理与定位算法研究
北斗导航数据处理与定位算法研究第一章：引言随着我国北斗导航系统的不断完善和发展，越来越多的用户开始使用北斗导航系统进行定位、导航等工作。
北斗导航系统在国防、民用等领域发挥着重要作用，对于提高我国国家安全和社会经济水平具有重要意义。
北斗导航系统的数据处理与定位算法是保证导航定位精度和可靠性的关键技术之一。
本研究旨在对北斗导航数据处理与定位算法进行研究，为北斗导航系统的进一步完善和应用提供技术支持。
第二章：北斗导航系统概述北斗导航系统是中国自主研制的卫星导航系统，由卫星系统、地面控制系统、用户终端和数据处理与应用系统组成。
北斗导航系统主要应用于国防、公共安全、交通管理、资源调查等领域。
北斗导航系统的主要特点是具有全球覆盖能力、高可靠性、多模式服务、自主控制等优势。
其中北斗导航卫星提供导航服务，地面控制系统对导航卫星进行实时管理和控制，用户终端接受北斗导航数据进行导航定位。
第三章：北斗导航数据处理北斗导航数据包括导航电文、时钟和星历等信息。
导航电文是北斗导航卫星发射的重要数据，包括卫星的状态信息、导航信息等。
时钟和星历是导航卫星和地面终端精确定位所必需的元素，主要用于计算导航卫星的位置和地面终端的位置。
北斗导航数据处理主要是对导航电文、时钟和星历等信息进行处理和计算，以实现高精度的导航定位。
北斗导航数据处理的主要流程包括数据采集、数据处理、数据传输和数据质量控制等环节。
北斗导航数据处理的技术难点在于如何快速、准确地处理大量的数据，并保证数据的可靠性和精准度。
北斗导航数据处理技术的不断改进和完善可以提高北斗导航系统的可靠性和精准度，为北斗导航系统的应用提供更加优质的服务。
第四章：北斗导航定位算法北斗导航定位算法是指利用导航卫星发射的信号，对地面终端进行精确定位的算法。
北斗导航定位算法主要包括单点定位算法、差分定位算法和动态定位算法等。
单点定位算法是指通过单个接收机接收多颗导航卫星的信号，计算接收机在三维坐标系中的位置。
北斗导航定位系统中的差分技术应用
北斗导航定位系统中的差分技术应用作者：李俊炜来源：《无线互联科技》2017年第03期摘要：文章利用差分GPS相关原理，在此基础上进行分析，建立了适用于北斗导航定位系统的差分定位技术，解决了定位不准确的问题，这在一定程度上提高了北斗导航定位系统的定位精度。
关键词：北斗导航定位系统；差分技术；定位精度1.北斗导航系统研究背景2000年北斗导航卫星的发射成功标志着我国北斗导航卫星系统的初步建成，经过十几年的发展我国北斗导航定位系统卫星数量逐渐增多，系统逐渐完善，极大地促进了我国国民经济事业和国防建设事业的发展需求，进一步提高了我国卫星导航定位技术。
北斗导航卫星的发射成功标志着我国拥有了自主的卫星导航系统，也打破了美国、俄国在卫星导航领域中的垄断局面。
2.导航定位差分技术当前GPS差分定位技术的应用已经较为成熟，其对应的原理：在固定的（站台）地点，通过测地获得其“精确位置数据”，再将该站台的“所测位置数据”进行传输，利用一个c/A码用户接收器来接收该数据信息，通过“所测位置数据”和“精确位置数据”的差异分析，就能得知“GPS定位误差修正量”。
其次通过无线电发射机传播这些“定位误差修正量”，而区域内的其他c/A码用户的接收器正好接受，并将接收器的定位数据进行修正。
“差分式GPs系统”的应用，使得c，A码用户接收器有了更精确的定位，是之前定位精度的10倍多。
GPS定位时有3部分误差，分别是：第一是用户接收机都存在的如卫星钟、星历、电离层、对流层等方面的误差；第二是传播延迟误差，这类误差是用户测量不成或者是校正模型计算不出的；第三是用户接收机自身存在的固有误差，表现在内部噪音、通道延迟、多径效应方面。
差分技术的应用，完全消除了第一种误差，并将第二种误差消除掉大多数，这要由基准接收机与用户接收机之间的距离来决定，而对于第三种误差，差分技术则不起作用。
由此可以看出差分技术的应用，能够很大的改善GPS中的定位功能。
基于北斗卫星导航系统的差分定位技术性能分析
基于北斗卫星导航系统的差分定位技术性能分析庄皓玥;原彬;张睿【摘要】针对目前高精度定位的应用需求,本文分析了卫星导航系统的差分定位技术,重点研究了差分技术原理,并在此基础上建立了伪距差分和载波相位差分的模型,搭建了动态跑车试验平台,在动态环境下对不同定位模式的定位精度进行了分析.试验结果表明,伪距差分定位精度优于2m(2σ),载波相位差分定位精度优于0.04m(2σ),载波相位差分技术可满足高精度定位的需求,具有很大的工程应用价值.【期刊名称】《现代导航》【年(卷),期】2018(009)003【总页数】5页(P172-176)【关键词】北斗;单点定位;伪距差分;载波相位差分【作者】庄皓玥;原彬;张睿【作者单位】中国电子科技集团公司第二十研究所,西安 710068;中国电子科技集团公司第二十研究所,西安 710068;中国电子科技集团公司第二十研究所,西安710068【正文语种】中文【中图分类】P2280 引言目前，世界上最为成熟的卫星导航系统为美国的GPS，我国的北斗、欧洲的伽利略等卫星导航系统都在快速的建设发展中。
无论是GPS、北斗还是伽利略系统，它们的定位原理相同，都是利用用户测量到多颗卫星的距离进行定位。
传统的单点定位精度在米级甚至十米级以上，为提高卫星导航系统的定位精度，满足用户对高精度定位的需求，差分技术应运而生。
依据修正信息种类的不同，差分技术可分为位置差分、伪距差分及载波相位差分三种。
就定位精度而言，前两种差分方式的定位精度为米级或分米级，而载波相位差分的定位精度可达到厘米甚至毫米级。
本文介绍了伪距差分及载波相位差分定位技术的基本原理，建立了其模型，搭建基于北斗导航系统的动态跑车试验平台，通过开展大量的动态跑车试验，对不同定位算法的精度进行了分析比较，试验结果表明，载波相位差分技术可大幅提高北斗卫星系统的定位精度。
1 卫星导航差分技术原理1.1 北斗定位的主要误差源用户接收到的北斗导航信号包含多种误差，可分为空间部分误差、传播路径误差及用户部分误差三部分。
北斗三频实时精密导航技术
《精密交通工程测量》课程报告北斗三频实时精密导航技术研究东南大学交通学院2015年12月目录1.研究背景与意义 (1)2.国内外主要研究动态 (2)2.1 三频组合观测值 (2)2.2 周跳的探测与修复 (2)2.3 整周模糊度的解算 (3)3.研究设想与研究内容 (4)4.参考文献 (7)1.研究背景与意义一直以来，人们谈到卫星导航系统想到的都是美国的GPS，而随着卫星导航应用的推广和发展，越来越多的航天大国意识到,建立自主研制的卫星导航系统不仅是经济建设的需要，也是国家安全和发展战略的需要。
自2000 年10 月31 日第一颗北斗导航试验卫星被送入太空以来，我国北斗卫星导航系统的建设按照“三步走”的发展战略一直在稳步进行：第一步是在2000 年建成北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家；第二步是在2012 年建成北斗卫星导航（区域）系统，形成覆盖亚太大部分地区的服务能力；第三步是在2020 年左右，全面建成由30 余颗卫星组成的北斗卫星导航系统，提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。
按照第二阶段的发展，北斗卫星导航系统已经于2011 年12 月27 日，向中国及周边地区提供无源定位、导航、授时等试运行服务。
经过测试和评估，在试运行期间，北斗卫星导航系统服务覆盖区域为东经84 度到160 度，南纬55 度到北纬55 度之间的大部分区域。
位置精度为：平面25 米，高度30 米，测速精度为0.4m/s，授时精度为50 纳秒[1]。
在第二阶段建设完成后，预计位置精度可达到10 米，测速精度0.2m/s[2]。
截至2012 年2月25 日，第十一颗北斗导航卫星已经于进入太空预定转移轨道。
北斗卫星导航（区域）系统的卫星星座由14 颗组网卫星组成，其中包括[3]：5 颗地球静止同步轨道（GEO）卫星，分别位于东经58.75、80、110.5、140 和160 度；9 颗非静止轨道（Non-GEO）卫星，其中包含了倾斜同步轨道（IGSO）卫星和中圆轨道（MEO）卫星。
基于三频数据的北斗卫星导航系统DCB参数精度评估方法
点 问 的差 分 码偏差 ＤＣ Ｂ相差 一个 与频 率 相关 的因 子 。１ ９ ９ ９年 ４月 以后 ，广播 的 Ｔ Ｇ Ｄ 参数 为 美 国 宇 航局 的喷 气推进 实验 室 （ Ｊ ｅ ｔ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｉ ． ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ，Ｊ Ｐ Ｉ ） 解 算 的结果 ，显著 提 高 了用 户 定 位精
关键词 差分码 偏 差参数 三 频数 据
精 度评 估 北斗 卫星 导航 系统
ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ７ ８ ０ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ７ ５ ８ Ｘ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ９
１ 引 言
导航信 号 由数字 信号处 理 器处 理 后 经 星 上发 射 链 路 到 达卫 星天 线 相位 中心 时 ，会 产生 时 间 延 迟 ，称 之为 通道 延迟 或硬件 延迟 。由于卫 星上 各个频 点 导航信 号发射 链路 并不完 全相 同 ，所 以不 同 频 点 间的通 道延 迟之 间会有 差值 ，该 差值 称为 频 问偏 差 ，用来 描述频 间偏 差 的参 数称 为差 分码偏 差
三 个频点 的 导航 信 号 ，在 导航 电文 中需要 发 播 卫 星 的 ２个 ＴＧ Ｄ（ Ｔ ｉ ｍｉ ｎ ｇ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｄ ｅ ｌ ａ ｙ ） 参
数 。文章 首先介 绍 了北 斗 系统 卫 星 Ｄ Ｃ Ｂ参 数 最 小二 乘解 算与形 式误 差评估 ；其 次根 据 同频 点组合 计 算垂 直 方 向 电 离层 电子 总含 量 （ ＶＴＥ Ｃ） 互差 的 Ｄ Ｃ Ｂ
Ｉ ＧＳ略 差 ， 估 计 精 度 优 于 ０ ． ５ ｎ ｓ ， 不 同 频 率 组 合 计 算 ＶＴＥ Ｃ 互 差 绝 对 值 均值 优 于
基于三频模糊度解算的精密单点定位技术研究与实现
摘要摘要精密单点定位技术以其单机作业，不受距离限制即可达到高精度定位的优势，受到了各界学者的广泛关注，在高精度导航定位等领域得到了广泛应用。
GPS现代化以后，部分卫星开始播发三频信号，与双频观测值组合相比，三频观测值在削弱大气延迟、抗干扰能力以及模糊度固定效率方面具有更多的优势，基于这些优势，三频精密单点定位技术成为GPS定位领域的前沿方向。
在精密单点定位过程中，周跳的发生会使得模糊度无法准确固定，从而导致至少分米级的定位误差。
同时模糊度固定的方法也对实时精密单点定位产生较大影响。
为了提高实时精密单点定位精度，本文主要针对三频精密单点定位技术的周跳探测及模糊度固定策略进行研究。
本文首先简要阐述了精密单点定位的基本观测方程，分析了观测值组合的数学模型进行。
同时对精密单点定位过程中相关误差的起因、特点、影响程度以及削弱误差的方法进行了介绍。
其次，对常见的周跳算法进行分类总结，并重点研究了当前的双频和三频周跳探测与修复方案，提出了基于TECR的三频周跳探测与修复方案。
利用三频观测数据对本文提出的算法进行分析验证，结果表明该方法探测阈值较小，可以有效探测大小周跳，且不受电离层的影响。
接着，介绍了模糊度不具有整数特性的原因，总结了单差法和非差法两种相位偏差估计方法。
重点研究了PPP中基于非差法的双频模糊度固定方案和传统三频模糊度固定方案。
在顾及窄巷相位偏差时变特性的基础上，提出了新的模糊度解算模型—“EWL-WL-WL-WL”。
通过IGS提供的三频观测数据对本文提出的算法进行分析验证，结果表明本文提出的方案可以降低网络负担，且相比双频模糊度固定方案缩短了收敛时间。
最后，基于RTKLIB数据库，本文采用C/C++语言研制出基于RINEX观测数据的精密单点定位软件，实现了三频周跳探测与修复功能，三频相位偏差改正功能以及三频模糊度快速固定，并通过IGS跟踪站观测数据对其定位结果进行了验证，结果表明本文设计的软件可以进行静态精密单点定位的有效解算，且单天解定位精度可达厘米级。
北斗三号多频组合RTK定位性能分析
北斗三号多频组合RTK定位性能分析
李春晓;王维;王海涛;杨梦佳
【期刊名称】《测绘标准化》
【年(卷),期】2024(40)1
【摘要】为解决因用户对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)单星多频、全球导航卫星系统(GNSS)多星多频组合定位性能缺乏了解造成的应用困扰,本文基于陕西省北斗卫星导航定位基准站系统实测数据,对比分析BDS-3单星多频、GNSS多星多频组合下网络实时动态载波相位差分(RTK)定位精度、收敛时效和固定率,研究加入BDS-3新频点B1c和B2a后对定位性能的影响。
结果表明,在开阔环境下,BDS-3单星和BDS+全球定位系统(GPS)双星、BDS+GPS+格洛纳斯全球导航卫星系统(GLONASS)三星组合定位精度量级相当,均满足厘米级高精度定位服务需求;BDS-3新频点的加入对定位精度有一定改善,且高程方向改善更为明显。
在遮挡环境下,BDS-3新频点定位时效性有待提高,多星座多频点组合定位性能更优;下午12∶00-16∶00时段,电离层活动剧烈,BDS-3新频点加入后固定率没有提升。
【总页数】7页(P22-28)
【作者】李春晓;王维;王海涛;杨梦佳
【作者单位】自然资源部大地测量数据处理中心
【正文语种】中文
【中图分类】P228
【相关文献】
1.北斗三频RTK定位算法研究
2.北斗／GPS双系统单频RTK模糊度解算性能分析
3.面向智慧城市的北斗单频RTK定位技术研究
4.北斗三号新频点(B1C/B2a)单历元RTK定位性能分析
5.改正接收机频间偏差的短基线北斗三频紧组合RTK方法
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BDS三频精密相对定位关键算法研究
BDS三频精密相对定位关键算法研究精密相对定位是利用载波差分技术确定两个或多个测站之间的高精度相对位置,随着我国北斗卫星导航区域系统的建成以及全球组网的开始,北斗卫星导航系统的地位与日俱增,北斗卫星导航系统的相关理论有待进一步研究发展。
北斗卫星是全球首个提供三频信号服务的卫星导航系统,三频信号较单频、双频具有多方面的优势,为适应北斗卫星导航系统三频信号的特点,本文主要对北斗三频数据的处理进行了研究。
主要内容包括三频观测值组合理论、三频周跳探测与修复、三频模糊度解算、短基线与中等长度基线下的精密相对定位。
论文主要成果和创新点如下:1.对于卫星导航系统的常用伪距和载波观测值,简要介绍了观测值的原始、单差和双差数学模型及随机模型。
分析了影响相对定位结果的误差及削弱方法,介绍了参数估计方法。
对不同电离层处理策略及对流层处理策略进行了实验分析与比较。
2.对于Geometry-free组合模型,运用最小二乘原理分析了无几何相位伪距组合电离层延迟系数和组合噪声大小与组合系数之间的关系,以及无几何无电离层相位伪距组合噪声大小与组合系数之间的关系。
通过分析得到结论:对于长度稍长的基线来说,在无几何相位伪距混合模型中寻找三个线性无关的组合观测量来快速求解原始频点上的双差模糊度是不可行的。
3.提出了一种顾及电离层延迟的北斗三频周跳探测与修复方法。
对于北斗三频数据,文中选取了一个最优无几何无电离层相位伪距组合观测量与一个无几何弱电离层相位伪距组合观测量作为两个周跳探测修复量,这两个组合探测修复量基本不受电离层延迟的影响。
对于无几何相位组合,结合前两个探测量通过分析可知,无几何相位组合噪声与组合电离层延迟对原始频点周跳的影响是不可调和的。
最后文中采用两个基本不受电离层残差影响的无几何相位伪距组合与一个基于历元间二次差的无几何相位组合对北斗三频数据进行周跳探测与修复,通过实测数据验证分析,本文给出北斗三频周跳探测与修复方法基本不受电离层延迟影响,可以正确探测与修复较大历元间隔下的小周跳组合与不敏感周跳组合。
基于LSTM的北斗三号卫星差分码偏差分析及预测
基于LSTM的北斗三号卫星差分码偏差分析及预测
刘晓文
【期刊名称】《全球定位系统》
【年(卷),期】2024(49)1
【摘要】当卫星差分码偏差(differential code bias,DCB)约束条件和基准发生变化时,其值会出现比较大的差异,影响导航定位的精度.本文分析了2021年的北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3) DCB的时序变化,综合太阳辐射通量和地磁指数,利用长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)神经网络对卫星DCB进行预测和精度分析.实验结果表明,LSTM神经网络模型预测效果优于多项式拟合法的预测结果,其平均绝对误差(mean absolute deviation,MAE)小于0.2 ns,均方根误差(root mean squared error,RMSE)小于0.5 ns;其未来多天的预测结果各项误差也均小于0.2 ns,LSTM神经网络可以有效对卫星DCB进行预报,为缺失的DCB产品提供参考.
【总页数】6页(P102-107)
【作者】刘晓文
【作者单位】山东广源岩土工程勘察有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4;P258
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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。
(3)研究了单历元模糊度解算TCAR算法,介绍了其分步解算模糊度的步骤,并用一组实测数据检验了其在中长基线情况下的解算效果。
然后介绍了削弱电离层延迟影响的优化TCAR算法,在此基础上给出了一种考虑北斗系统三频伪距噪声水平的改进方法,考虑北斗系统三频伪距噪声水平的不同对线性组合的系数进行优化,降低了线性组合的观测噪声,最后用一组长为43km的北斗基线数据进行了验证,结果表明:改进后的优化TCAR算法模糊度解算成功率有了明显的提高;(4)研究了基于奇异谱分析的北斗恒星日滤波算法,采用相空间重构Cao算法来确定奇异谱嵌入维度,并针对Cao算法的不足提出改进,提高了SSA算法的准确性和计算效率。
分析了北斗系统不同星座卫星的轨道重复周期特性,通过计算确定了北斗系统多路径误差的周期约为86160s。
利用奇异谱分析法和传统小波分析方法对北斗短基线解算结果进行恒星日滤波处理。
结果表明,本文提出的奇异谱分析法多路径滤波效果优于小波滤波法,能较好的消除原始坐标序列中的多路径误差。