BDS/GPS精密单点定位性能分析

北斗特殊的卫星星座布局导致不同地域用户的卫星观测结构存在差异,基于XMIS、POHN和MAYG站的数据讨论了北斗星座结构对精密单点定位(PPP)技术定位性能的影响,分析了BDS观测数据对BDS/GPS联合PPP定位的改善。分析表明,北斗卫星几何结构和卫星频繁升降是导致北斗动态PPP定位精度差的重要原因,因此,对于北斗系统地面观测条件较差的用户站而言,无法基于单北斗动态PPP实现高精度定位,但是可将北斗系统作为有效补充,采用BDS/GPS联合PPP动态定位方式进行高精度定位,虽然该方式对定位精度改善不明显,但是可有效改善收敛速度(约为20%~45%)。     

一种BDS/GPS/GLONASS融合精密单点定位方法

给出了一种基于 BDS/GPS/GLONASS 融合的精密单点定位方法,统一了三系统组合精密定位的时间系统和空间系统,建立了精密单点定位非差组合模型,并利用观测数据进行了精密单点定位解算。计算结果表明,相比单一系统而言,三系统组合有效缩短定位收敛时间以及提高在单系统卫星数较少或者卫星星座分布较差时的定位精度,无论是从连续性、可用性、可靠性、精度以及效率等各方面都更具优势。     

“北斗”卫星导航系统仿真与全球覆盖分析

为了解“北斗”卫星导航系统( BDS)的星座分布及其正式运行后卫星在全球范围内的覆盖情况,依据BDS卫星轨道参数,使用卫星工具包( STK)构建了完整的BDS空间星座,对BDS卫星轨道信息、可见性以及对地覆盖品质进行分析。在对可见性及覆盖品质的分析中,分别仿真分析了在4个不同的城市和全球范围进行观测得到的几何精度因子( GDOP)和导航精度等参数性能。研究结果对分析BDS系统的服务性能以及提高BDS的导航精度有一定的参考意义。     

多卫星导航系统组合定位解算

主要研究由GPS、Galileo和北斗等多个卫星导航系统互相辅助,实现组合定位解算。由于各独立卫星导航定位系统的卫星星座规模有限,可提供的卫星定位服务的精度、可靠性无法得到保障。为了提高定位精度,在传统卫星定位解算的理论基础上,提出了利用多种系统组合定位的方法,可明显改善可见卫星结构,提高定位精度,从而保证定位结果的可靠性和连续性。     

BDS RTK定位性能分析

目前,我国北斗三号基本系统已经建成并向全球提供公开服务,随着北斗卫星导航系统服务范围的扩大,北斗定位技术的应用正在逐渐增加,因此北斗的定位性能显得尤为重要。采用扩展卡尔曼滤波（EKF）和MLAMBDA算法基于天津地区实测数据,从卫星可见性、PDOP值、定位误差等方面对BDS及GPS、BDS/GPS的RTK定位性能进行较全面的对比分析。试验结果表明:?静态基线下,BDS RTK平面定位精度约为3.25cm,垂直定位精度约为5.98cm;?动态基线下,速度对定位精度有一定影响,BDS RTK最差定位精度不超过9cm。说明BDS在不依赖于其他卫星系统的情况下定位精度可达厘米级,足以满足日常测绘定位需求。以上研究内容为BDS用户提供了相关参考信息。      

车载GPS/北斗/DR组合导航系统研究

针对移动车辆的定位与导航问题,研究了GPS/北斗/DR组合导航算法.文中采用坐标系变换及增加状态变量法对不同卫星星座进行了时空统一,并在此基础上研究了GPS/北斗卫星组合导航算法;为了克服卫星定位存在的不连续性问题,提出了GPS/北斗卫星导航系统与低成本的航位推算系统组合导航方案,设计了GPS/北斗/DR组合导航滤波器...     

BDS/GPS组合导航RAIM可用性分析

采用RINEX数据实验比较了北斗卫星导航系统(BDS)和全球定位系统(GPS)电离层Klobuchar模型在BDS/GPS组合导航中的性能。选择相对较优的电离层模型分析了基于卫星星座类型和卫星类型两种加权情况下,单一北斗、单一GPS与BDS/GPS组合导航系统在非精密进近(NPA)阶段和一类垂直引导进近(APVⅠ)阶段的RAIM可用性。实验表明,在BDS/GPS组合导航中,BDS的Klobuchar模型在中国区域内能修正大量的电离层误差,相比于GPS的Klobuchar电离层模型,电离层延迟修正有0-3.4364 m左右的提高。对于两种加权RAIM算法,在NPA阶段,单一导航RAIM可用性为90%左右,BDS/GPS组合导航的RAIM可用性达到100%。而在APVⅠ阶段,单一导航不具备APVⅠ能力,组合导航APV I阶段RAIM可用性达到100%,具有提供APV I应用的能力。      

GPS/GLONASS组合精密单点定位模型探究

根据实测GPS/GLONASS数据,研究GPS/GLONASS组合系统精密单点定位的精函数模型和随机模型。结果表明：GPS/GLONASS时间基准差作为待估参数算法在保持解算精度的同时,能够保持参数的稳定性。GPS与GLONASS卫星观测值的权重比对解算精度有显著影响。权重比合适时,组合系统相对GPS系统的解算精度有所提高;权重比不合适时,组合系统降低解算精度。     

北斗及其与GNSS组合的定位性能分析

结合我国北斗全球卫星导航系统BDS的建设需求,对现阶段北斗区域服务系统BD2和未来BDS以及多星座GNSS组合的定位性能进行分析是十分必要的。针对BD2,通过仿真和实测数据两种方法分别对BD2,GPS/BD2和GPS/BD2/GLONASS进行了分析,分析结果表明BD2完全满足北斗公开服务性能规范中的定位性能要求,而且随着星座数的增加,定位性能逐渐增强,加入GLONASS后对高纬度区域定位性能的改善尤为明显。针对BDS,主要通过仿真的方法,对BDS和未来四大全球导航系统组合进行了分析,分析结果表明,未来BDS仍然对亚太地区的定位性能有明显的增强效果,而且未来BDS在其他地区的位置精度因子(PDOP)平均值也达到1.2~1.6,此外,未来四大导航系统组合对极区的定位性能改善较为明显。     

北斗卫星导航芯片和模块

BDS/GPS多模卫星导航芯片、模块和解决方案供应商泰斗微电子科技有限公司携低成本米级精度差分BDS/GPS定位导航模块等多个全新系列新品参加2014第五届北斗卫星导航学术年会,与多家应用合作伙伴和业界同行共同研讨并推进北斗导航技术的创新应用。     

一种北斗联合低轨星座的导航增强方法研究

单纯依靠北斗导航系统提供定位导航授时服务,存在卫星信号落地功率低、易受遮蔽和阻断的不足。针对此问题,研究了一种北斗联合低轨星座实现导航增强的系统架构;提出了一种新的适应严重遮蔽或干扰条件下,基于到达时间(TOA)和到达频率(FOA)联合观测的定位解算算法;对高中低轨混合星座条件下的覆盖特性和精度衰减因子进行了仿真分析。分析结果表明,用户可见星数平均增加了64.2%,位置精度衰减因子(PDOP)平均改善了28.7%。研究结果可为下一代北斗的论证设计与研制建设提供参考借鉴。     

通用航空GPS/BDS机载设备研究及设计

本文描述了 GPS/BDS 机载设备的总体架构和详细设计方法。基带处理部分,给出了基于 PMF-FFT 的捕获算法。基带处理电路主要完成对射频通道传送过来的中频信号进行采样、 数字滤波、信号处理、功能解算等功能。GPS/BDS 机载设备具备兼容 GPS、BDS 和 GLONASS 卫星导航系统的能力;具备卫星导航系统历书、星历、原始测量数据输出、RAIM 处理、差分处理、多种数据格式输出、BIT 系统自检、工作状态提示等能力。     

GNSS空间覆盖性仿真分析

全球导航卫星系统（GNSS）对空间用户的应用价值在于GNSS信号对空间的覆盖性能,这不仅取决于星载信号发射器的信号辐射角范围,而且取决于用户自身的最小观测角。针对该问题,对GNSS空间覆盖性原理进行了分析,给出了判别依据,然后对GPS、GLONASS、GALILEO系统、北斗区域服务系统、“北斗”全球导航系统及“北斗”与其他GNSS组合共8种仿真方案,不同轨道高度用户的空间覆盖性进行了仿真。在实际应用中,可以根据仿真结果针对不同的应用任务选取不同的卫星星座或选取多星座互操作,以保证最大同时可见卫星数,从而更好地提升GNSS卫星星座的应用价值。     

卫星导航空间信号用户测距误差评估方法

空间信号（SIS）精度是卫星导航系统的基本性能之一,而卫星的用户测距误差（URE）是SIS 精度的重要指标。基于轨道误差及钟差误差研究了GPS（全球定位系统）和BDS（北斗卫星导航系统）的SIS URE评估方法,并利用实测数据评估了GPS和BDS的SIS性能。验证结果表明：GPS的SIS URE均优于2.2 m,BDS SIS URE除GEO-01和GEO-04卫星外均优于2.5 m,符合GPS 标准定位服务性能规范（2008年）及北斗卫星导航系统公开服务性能规范（1.0版）对SIS URE的指标要求。     

增强北斗导航性能的几点建议

2010年12月18日,我国第7颗北斗(Compass)卫星入轨运行,这将使2012年前建成一个区域性覆盖的北斗系统变成现实。如何增强北斗导航性能也就成为一个研究大热点。基于对GPS/GLONASS现代化的分析,笔者提出增强北斗导航性能的下述建议:扩大北斗卫星定轨观测网,提高广播星历精度;优化北斗卫星导航电文内容,便于用户接收使用;播发北斗与GPS/GLONASS/Galileo的时差信息,扩大北斗的应用市场;研发北斗卫星自主导航技术,提高北斗系统的抗毁能力;研制MEMS化北斗卫星,建设强抗毁和强抗干扰的全新北斗星座。     

北斗三号卫星伪距测量误差特征分析

随着卫星导航系统广播星历和钟差参数的精度提升,下行导航信号伪距测量误差对于用户定位授时精度的提升益发显著。由于独特的卫星星座和系统体制,北斗二号卫星伪距测量与仰角呈现线性相关的变化特征,且幅度显著于 GPS 卫星,是北斗二号服务性能提升的关键瓶颈。 随着北斗三号系统的建设,空间星座逐步以 MEO 卫星为主。本文利用 iGMAS 公开数据全面评估北斗卫星下行伪距测量的多路径误差特征,结果表明,北斗三号卫星伪距多路径误差随仰角变化的趋势已得到明显改善,峰峰值为±1m,分布较为随机,与 GPS 卫星特征类似。     

GAMIT上的迭代卡尔曼滤波在GPS高精度数据处理模型中的应用

Gamit基线解算是当前重要的一种GPS基线解算方法,为获得一种高精度的GPS测量解算数据,文中是在设计一种基线解算设备的同时,研究使基线解算精度提高的办法,即在对传统的gamit基线解算方法进行改进的基础上,同时在GAMIT基线解算中加入迭代卡尔曼滤波的方法,剔除较大误差,得到趋近于理论值的改良数据,从而达到高标准的基线测量精度。一般通过改良后的数据可达到毫米级的精度。     

一种高精度的BDS/INS紧耦合测姿算法

针对"北斗"卫星姿态测量系统在测姿过程中测姿精度和稳定性不高的问题,提出了"北斗"卫星导航系统(BDS)/惯性导航系统(INS)紧耦合姿态测量算法.该算法首先利用BDS观测量设计了BDS系统测姿误差模型;然后以INS状态误差方程为滤波系统状态方程,以载波相位为主要观测量设计了扩展卡尔曼滤波器,利用滤波器的输出实现对惯性导航测姿系统的辅助校正;最后采用静态测试、动态测试和遮挡测试验证该算法.该系统可以有效提高BDS测姿精度与输出频率,并且在静态条件下航向角测量精度可以达到0.15°.     

加强北斗导航系统发展的几点试探性建议

北斗卫星导航系统(BDS)截止到目前为止已经具备了覆盖亚太大部分地区的区域导航定位功能,它既保留了北斗一号的有源定位、短报文通信等功能,也具有类似于全球卫星导航系统(GPS)的无源定位、授时、测速等功能。本文首先对GPS系统进行了简要的分析,然后对北斗卫星导航系统(BDS,CAPS)进行了分析,其次结合各种卫星导航系统,对未来卫星导航的发展趋势进行了预测,最后对北斗卫星导航系统的发展提出了几点试探性建议。     

一种改进EKF的双模导航系统的定位算法

针对提高GPS/BDS双模导航系统的伪距单点定位精度问题,研究了GPS/BDS双模导航系统定位的解算方法,并对组合系统构建数学模型,引入扩展卡尔曼滤波(EKF)器进行定位解算,初始化权矩阵时通过牛顿迭代法改进矩阵求逆运算,并通过使用分段函数改进EKF中的权矩阵P,提出一种基于EKF的GPS/BDS导航定位解算方法。理论分析和实验结果表明,通过对比单GPS系统和最小二乘解算方法,利用双模系统并通过EKF能将定位精度在水平方向提高10%,高程方向提高43%,并极大地减小了运算量,提高系统的可靠性和完好性。