非组合精密单点定位算法精密授时的可行性研究

利用基于GPS双频原始观测数据的非组合精密单点定位(PPP)算法进行精密授时,给出了其数学模型与数据预处理策略。实验结果表明,非组合PPP算法可以有效避免传统PPP算法由于观测值组合过程中观测噪声及多路径效应误差被放大而造成的对接收机钟差解算的不利影响,实现亚纳秒级(0.3 ns)的钟差解算精度;同等条件下,非组合PPP算法授时精度优于传统PPP算法,可以用于精密授时解算。     

基于精密单点定位的GNSS时间同步方法研究

高精度时间服务是国家综合PNT(positioning,navigation,timing)体系的重要组成部分,在国防军事、移动通信、天文观测等领域中发挥着重要作用。论文采用全球导航卫星系统GNSS授时的方式,提出了一种基于精密单点定位(PPP)技术的时间同步方法。该方法根据PPP时间传递结果驾驭本地时钟,使本地时钟所表示的本地时间与基准时间同步,可以达到亚纳秒级的时间同步精度,并且具备全天候、全覆盖、高精度、低成本等优点。     

基于GAMP软件的GNSS精密单点定位研究

研究利用开源的GNSS数据处理软件GAMP进行精密单点定位解算,阐述了GAMP软件在精密单点定位中使用的数据预处理方法以及电离层、对流层、频间偏差等误差项的改正方法,设计了精密单点定位的解算策略并配置了相关的软件关键参数,对IGS跟踪站jfng站的实测数据进行了解算。结果表明,利用GAMP软件,利用适当的解算策略处理静态数据,约10 min可收敛至亚米级,3 h左右可收敛至厘米级,经过全天的解算其最终精度可达近毫米级。     

GNSS多系统动态精密单点定位性能分析

文中在GPS精密单点定位（PPP）理论与方法的基础上,给出了多系统组合的精密单点定位技术观测模型,采用GPS、GLONASS、GALILEO、BDS 四大卫星导航定位系统的实测数据,研究并分析了四系统组合PPP的定位性能。结果表明,多系统PPP精度较单系统有很大提高,GPS+GLONASS+GALILEO+BDS四系统组合动态PPP在三个方向平均偏差约为0.7 cm、0.6 cm和1.7 cm,收敛时间为15～20 min左右,并且多系统PPP在截止高度角增大时,依然有充足的卫星数量,当截止高度角达到30°时,依然能达到cm级定位精度,对机载动态数据进行PPP解算结果显示,四系统组合解算的结果与利用GrafMov的解算结果符合得最好,优于其他双系统和单系统PPP的精度。      

GNSS精密单点定位技术及应用进展

综合分析讨论了GNSS精密单点定位(PPP)技术及应用的最新进展。重点对GNSS精密单点定位实数解、固定解、实时精密单点定位、PPP-RTK和多频多系统精密单点定位等5个方面的核心关键技术和实现方法进行了总结和讨论。结合PPP技术的特点和优势,论述了PPP在低轨卫星定轨、地震、对流层和电离层等方面的典型应用。针对多频多系统GNSS的最新发展动态,展望了PPP技术今后的发展趋势,并指出了精密单点定位技术和推广应用还有待进一步研究的问题。     

基于 iGMAS 的国家标准时间精密授时系统

在广域高精度时间服务（wide-area precise timing,WPT）原型系统的基础上,提出了北斗高精度时频传递理论方法,进一步扩展了北斗高精度时频服务,包括时频基准溯源、时钟实时比对、授时终端性能在线监测,相关服务对于北斗精密单点授时、实时时间比对、授时终端的可靠性具有重要意义。对北斗高精度授时终端在短基线、中长基线以及长基线链路上的授时性能进行了评估,结果表明,WPT服务系统可提供优于100 ps和1×10^－15量级的时间和频率服务。在此基础上,对北斗高精度时频服务在时频终端在线计量、低轨星座时间同步、时频测试分析3个方面展开了应用研究。     

精密单点定位技术应用浅析

简单介绍了GPS单点定位的基本原理和方法,通过几个精密单点定位技术应用的实例分析了该技术的特点,并对其在测量中的应用前景进行了展望.     

精密单点定位在线GNSS数据处理精度比较分析

利用自动精密定位服务（APPS）、GPS分析定位服务（GAPS）、加拿大空间参考系统（CSRS）以及magicGNSS四个在线精密单点定位（PPP）网络数据处理软件,分别采用静态、静态模拟动态方式处理了若干国际GPS服务（IGS）跟踪站的观测数据,比较分析了四个在线PPP定位服务的数据处理能力及其精度。结果表明：不同的PPP在线定位服务的定位精度及其稳健性有所差异,但基本上都能够满足静态mm-cm级,动态1～2dm的定位精度。     

开源精密单点定位软件gLAB定位精度分析

使用gLAB精密单点定位软件对2012年11月30日POL2测站的实测数据进行了静态和静态模拟动态处理,并将实验结果与IGS提供的精密坐标以及在线PPP计算结果进行了比较分析。通过分析可知,gLAB静态解算结果的精度可以达到 cm 至mm 级水平（95％）,动态解算结果的精度可以达到dm至cm级水平（95％）。     

基于单频GPS精密单点定位算法研究

研究单频GPS精密单点定位的算法,包括单频精密单点定位的回归方程及卡尔曼滤波用于单频精密单点定位.探讨卡尔曼滤波的观测方程和状态方程,给出状态转移矩阵及系统噪声矩阵.通过算例验证在1 s采样率的情况下,定位达到了分米级的精度.     

Analyzing GNSS data in precise point positioning software

This work demonstrates that precise point positioning (PPP) can be used not only for positioning, but for a variety of other tasks, such as signal analysis. The fact that the observation model used for accurate error modeling has to take into consideration the several effects present in GPS signals, and that observations are undifferenced, makes PPP a powerful data analysis tool sensitive to a variety of parameters. The PPP application developed at the University of New Brunswick, which is called GAPS (GPS Analysis and Positioning Software), has been designed and built in order to take advantage of available precise products, resulting in a data analysis tool for determining parameters in addition to position, receiver clock error, and neutral atmosphere delay. These other estimated parameters include ionospheric delays, code biases, satellite clock errors, and code multipath among others. In all cases, the procedures were developed in order to be suitable for real-time as well as post-processing applications. One of the main accomplishments in the development described here is the use of very precise satellite products, coupled with a very complete observation error modeling to make possible a variety of analyses based on GPS data. In this paper, several procedures are described, their innovative aspects are pointed out, and their results are analyzed and compared with other sources. The procedures and software are readily adaptable for using data from other global navigation satellite systems.     

GNSS多频融合精密单点定位频率间卫星钟偏差研究

全球导航卫星系统(GNSS)提供多频信号,多频融合已经成为一种趋势。在精密钟差估计(PCE)的过程中,卫星钟差参数会吸收卫星端稳定的伪距偏差和时变的相位偏差,这些偏差均与频率相关。因而使用不同的观测值进行PCE时,得到的卫星钟差估值是不同的,它们之间的差值被定义为频率间卫星钟偏差(IFCB)。按组成成分,IFCB可以分成伪距相关的IFCB(CIFCB)和相位相关的IFCB(PIFCB)两部分。国际GNSS服务(IGS)提供的精密卫星钟差产品是基于双频消电离层(IF)组合观测值生成的。由于IFCB的存在,导致IGS卫星钟差产品不能直接应用于多频精密单点定位(PPP)。IFCB的精确考虑已经成为多频PPP的一个关键问题。本研究旨在对IFCB特性和估计方法开展系统深入的研究,并评估其对多频PPP解的影响。     

基于钟差解耦的GNSS精密单点定位模糊度固定模型及效果分析

精密单点定位模糊度固定可以显著提升定位精度,钟差解耦模型作为一种重要的模糊度固定模型,却鲜有文献对其进行研究。本文首先给出了基于钟差解耦模型的用于模糊度固定的产品估计策略,分析了传统的消电离层模型和钟差解耦模型钟差重构形式的差异,导出了提取卫星码偏差的钟差估计模型。然后,深入研究了钟差解耦模型在钟差估计收敛速度等方面的优势。不同于其他模型将宽巷模糊度偏差视为天内常数,钟差解耦模型逐历元估计该偏差项,基于此展开对宽巷模糊度偏差天内时变特性的研究。最后,评价了解耦钟差的精度,并利用解耦钟差产品进行精密单点定位模糊度固定试验。结果表明,相比于提取卫星码偏差的卫星钟差估计模型,钟差解耦模型在钟差估计中的收敛速度更快,钟差产品更加稳定;宽巷模糊度偏差在天内较为稳定;解耦钟差产品具有较高的精度,相比于传统消电离层组合模型,基于该产品的精密单点定位模糊度固定可显著提升定位精度。     

安卓智能手机的精密单点定位模型研究

针对当前智能手机的全球卫星导航系统(GNSS)原始数据质量不佳导致常规精密单点定位(PPP)模型无法有效利用以及缺少智能手机PPP模型测试分析资料等问题,该文以载波加钟差的改进精密单点定位模型为基础,扩展至相应的载波加钟速模型、UofC模型、无模糊度模型、载波二次差模型及星间差分模型,简述了各个模型的特点,并利用华为P10智能手机的GNSS原始数据,测试并分析了各个模型定位精度情况:星间差分PPP模型在短期内(10 min)定位精度最优,平面中误差在1.8 m左右,高程2.1 m左右;改进模型与载波加钟速模型定位精度相当,UofC模型精度稍差;无模糊度模型与载波二次差模型需在Kalman滤波过程中采用降权方式防止其发散,定位精度取决于前期历元的数据质量。     

基于车载激光点云的高精地图矢量化成图

针对车载激光点云中对各特征物提取结果后矢量化成图时的自动化问题,本文基于双方向积分法实现了边缘检测及矢量化成图,旨在保证特征物基本特征的同时,也保证点云的绝对精度。将输入的特征点云进行离群点过滤,以保证外包框算法特征点云的准确度;将三维点云按照外包框算法投影至最优平面,为后续沿各方向积分提供输入;利用八邻域KD-tree算法求出样本特征点云的均值邻域半径,依据邻域半径对各方向积分提供积分域中的微分元;根据提供的微分元沿各方向进行积分,在该积分元内找到距平面最值的最优解;按照积分结果构建点云索引,并根据点云特征构建模型,最终得到高精地图的矢量化点云。试验证明了该方法在处理实际问题时的可行性。     

广域实时精密定位与时间服务系统

广域实时精密定位与时间服务已成为GNSS应用领域研究热点,目前国内外学者围绕其模型算法已展开大量的研究。本文重点论述广域实时精密定位与时间服务数据的处理方法和服务系统,给出了基于不同基准约束的卫星钟差解算数学模型,提出通过引入外接原子钟测站、标准时间源(UTC/BDT)等不同时间基准,构建卫星拟稳基准、外接原子钟跟踪站拟稳基准及标准时间源等约束下的钟差解算模型,分析了时间基准对精密单点定位和精密单点授时的影响。本文采用实时卫星轨道、钟差、相位偏差、电离层延迟等服务产品及跟踪站实时数据,验证了系统产品可靠性及终端定位与时间服务性能。实测结果表明:GPS轨道径向精度1.8 cm,钟差STD精度约0.05 ns;BDS-3轨道径向精度6.7 cm,钟差STD精度优于0.1 ns;GPS和BDS-2电离层改正精度分别为0.74 TECU与1.03 TECU。基于该产品实现了用户端PPP、PPP-RTK及PPT、PPT-RTK服务,满足了用户实时厘米级定位和优于0.5 ns的单站时间传递服务,当采用GPS+BDS-2 PPP-RTK解算时,平面收敛至5 cm约需要12 min。     

基于空间双曲交会的GNSS伪距单点定位算法

针对GNSS卫星导航中的伪距单点定位,提出一种不需要测站坐标近似值的非迭代算法。该算法将GNSS伪距导航定位方程转化为空间双曲定位方程,给出具体的解算步骤,研究了空间双曲定位方程的解(有两解),利用GNSS伪距导航定位的特点可消除多值性,从而实现无初值GNSS伪距单点定位。该算法与Bancroft算法相比,通过星间单差,与测站有关的公共误差项被消去,提高了定位精度;与传统的迭代算法相比,提高了计算效率,而且不需要测站坐标初值。最后通过IGS监测站实测数据对3种算法进行比较,验证了算法的有效性。     

Three-frequency BDS precise point positioning ambiguity resolution based on raw observables

All BeiDou navigation satellite system (BDS) satellites are transmitting signals on three frequencies, which brings new opportunity and challenges for high-accuracy precise point positioning (PPP) with ambiguity resolution (AR). This paper proposes an effective uncalibrated phase delay (UPD) estimation and AR strategy which is based on a raw PPP model. First, triple-frequency raw PPP models are developed. The observation model and stochastic model are designed and extended to accommodate the third frequency. Then, the UPD is parameterized in raw frequency form while estimating with the high-precision and low-noise integer linear combination of float ambiguity which are derived by ambiguity decorrelation. Third, with UPD corrected, the LAMBDA method is used for resolving full or partial ambiguities which can be fixed. This method can be easily and flexibly extended for dual-, triple- or even more frequency. To verify the effectiveness and performance of triple-frequency PPP AR, tests with real BDS data from 90 stations lasting for 21 days were performed in static mode. Data were processed with three strategies: BDS triple-frequency ambiguity-float PPP, BDS triple-frequency PPP with dual-frequency (B1/B2) and three-frequency AR, respectively. Numerous experiment results showed that compared with the ambiguity-float solution, the performance in terms of convergence time and positioning biases can be significantly improved by AR. Among three groups of solutions, the triple-frequency PPP AR achieved the best performance. Compared with dual-frequency AR, additional the third frequency could apparently improve the position estimations during the initialization phase and under constraint environments when the dual-frequency PPP AR is limited by few satellite numbers.     

历元间差分精密单点定位的精度分析

针对历元间差分精密单点定位技术用于地表形变监测的可行性问题,该文利用IGS跟踪站数据,对此方法的精度进行分析:借助自编程序,对IGS跟踪站不同采样率数据进行动态模拟的数据处理和误差统计,对历元间差分精密单点定位技术的精度进行比较和初步分析,验证GPS数据采样率对该技术定位精度的影响。实验结果表明,此方法能够满足地震等地质灾害引起的同震地表形变监测的精度要求。