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导航卫星自主定轨中潮汐摄动影响分析

大地测量与地球动力学 2009年第2期29卷 76-81页

作者：李征航龚晓颖刘万科武汉大学测绘学院武汉430079

从摄动力的角度讨论了基于星间距离观测值的导航卫星自主定轨中星座整体旋转的存在性、不可观测性及由此引起的秩亏性;分析了潮汐摄动对星座整体旋转误差及对自主定轨的影响。模拟计算结果表明:潮汐摄动对自主定轨的沿迹和法向误差影响... 详细信息

从摄动力的角度讨论了基于星间距离观测值的导航卫星自主定轨中星座整体旋转的存在性、不可观测性及由此引起的秩亏性;分析了潮汐摄动对星座整体旋转误差及对自主定轨的影响。模拟计算结果表明:潮汐摄动对自主定轨的沿迹和法向误差影响较大(在110天时其影响可达4 m),且该影响将随着自主定轨时间的增长越来越大。因此,在高精度、长时间的导航卫星自主定轨中必须要考虑潮汐摄动的影响。

关键词：导航卫星自主定轨潮汐摄动星座整体旋转升交点赤经

GNSS模糊度降相关性能的条件方差平稳度评价法

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测绘学报 2020年第8期49卷 955-964页

作者：卢立果刘万科鲁铁定马立烨吴汤婷杨元喜西安测绘研究所地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 东华理工大学测绘工程学院江西南昌330013 武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

GNSS模糊度降相关通过整数变换优化条件方差的排列顺序,提高搜索效率。降相关和条件方差的关系及其评价是关键问题之一。针对这一问题,本文从理论上分析了排序后模糊度降相关与条件方差之间的数值关系,发现降相关性能与条件方差数值序... 详细信息

GNSS模糊度降相关通过整数变换优化条件方差的排列顺序,提高搜索效率。降相关和条件方差的关系及其评价是关键问题之一。针对这一问题,本文从理论上分析了排序后模糊度降相关与条件方差之间的数值关系,发现降相关性能与条件方差数值序列的平稳性有关,降相关性能越强,条件方差数值序列越平稳。基于这一理论关系,给出了“条件方差平稳度”定义,并将其作为评价降相关性能的指标。通过模拟和实测数据验证,并采用条件方差变化趋势图和搜索时间来定性和定量评价降相关性能,用以判定条件方差平稳度的合理性。试验结果表明,条件方差平稳度可以较精确直观地衡量模糊度的降相关性能。本文定义的指标揭示了模糊度降相关的本质。

关键词： GNSS 模糊度降相关条件方差评价指标

北斗天线相位中心改正策略及其对定位精度的影响分析

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大地测量与地球动力学 2018年第11期38卷 1137-1142页

作者：胡新乔刘万科刘晓磊胡捷武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室武汉市珞喻路129号430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉市珞喻路129号430079

当前尚未有权威机构发布北斗接收机天线相位中心改正信息,从而影响和限制了北斗系统的高精度定位应用。针对这一亟待解决的问题,采用以GPS天线相位中心改正(PCO和PCV改正)模型代替BDS天线相位中心改正来提高北斗定位精度的处理策略。结... 详细信息

当前尚未有权威机构发布北斗接收机天线相位中心改正信息,从而影响和限制了北斗系统的高精度定位应用。针对这一亟待解决的问题,采用以GPS天线相位中心改正(PCO和PCV改正)模型代替BDS天线相位中心改正来提高北斗定位精度的处理策略。结果表明,采用上述处理策略,PPP高程方向偏差从1dm减小到cm级,相对定位的高程方向偏差从cm级减小到mm级,验证了此处理策略的有效性和可行性。

关键词： BDS GPS 天线相位中心偏差天线相位中心变化精密定位

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EOP预报误差对自主定轨结果影响分析

大地测量与地球动力学 2011年第5期31卷 106-110页

作者：张卫星刘万科龚晓颖武汉大学测绘学院武汉430079

对地球定向参数的预报误差变化趋势和地球定向参数预报误差对自主定轨生成星历影响及由此给定位产生的影响的分析结果表明:地球定向参数预报误差对长期(110天)自主定轨轨道的径向误差和卫星钟差几乎没有影响,主要影响水平方向(切向和法... 详细信息

对地球定向参数的预报误差变化趋势和地球定向参数预报误差对自主定轨生成星历影响及由此给定位产生的影响的分析结果表明:地球定向参数预报误差对长期(110天)自主定轨轨道的径向误差和卫星钟差几乎没有影响,主要影响水平方向(切向和法向)误差,并且这种影响呈现一定的周期性,由此给定位带来的误差影响主要在东西方向和南北方向。

关键词：导航卫星地球定向参数自主定轨预报误差星历预报

单频BDS/GPS测姿算法研究与结果对比分析

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测绘地理信息 2015年第5期40卷 17-20页

作者：刘心龙卢立果刘万科武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079

从数学模型、参数估计和模糊度快速固定等方面对BDS/GPS测姿算法进行了研究。采用最小二乘滤波和附有基线长约束的模糊度固定方法,充分利用了先验信息,确保了BDS/GPS测姿的模糊度固定成功率和可靠性。为验证算法的可行性,采用不同场景... 详细信息

从数学模型、参数估计和模糊度快速固定等方面对BDS/GPS测姿算法进行了研究。采用最小二乘滤波和附有基线长约束的模糊度固定方法,充分利用了先验信息,确保了BDS/GPS测姿的模糊度固定成功率和可靠性。为验证算法的可行性,采用不同场景的多组实测数据进行了验证分析,结果表明,本文给出的单频BDS/GPS测姿算法是有效、可靠的,具有很高的模糊度固定成功率,总体可达99%,具有良好的应用前景。

关键词： BDS/GPS 测姿单频最小二乘滤波 CLAMBDA

云-端协同的智能手机行人室内外无缝定位技术及其原型系统验证

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武汉大学学报（信息科学版） 2021年第12期46卷 1808-1818页

作者：刘万科陶贤露张传明姚宜斌王甫红贾海禄楼益栋武汉大学测绘学院湖北武汉430079 北京百度网讯科技有限公司北京100089 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

随着位置服务应用的兴起和移动智能终端的普及,高精度导航定位需求正在从孤立的区域延伸到无缝的全域,从专业群体走向大众用户。然而,实时、连续、完备的行人导航仍然面临着诸多挑战,如室外区域全球导航卫星系统(global navigation sate... 详细信息

随着位置服务应用的兴起和移动智能终端的普及,高精度导航定位需求正在从孤立的区域延伸到无缝的全域,从专业群体走向大众用户。然而,实时、连续、完备的行人导航仍然面临着诸多挑战,如室外区域全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号易受遮挡影响、室内环境Wi-Fi/低功耗蓝牙(bluetooth low energy,BLE)/地磁指纹库更新频繁、室外内过渡区域平滑切换困难等。此外,大众移动智能终端的定位传感器受成本与功耗限制,观测数据一般噪声较大且稳定性差。因此,提出设计了云-端协同的大众行人用户室内外无缝精密定位方案,突破了信标指纹库的众包采集与快速更新、智能手机多传感器信息融合的精密定位、室内外无缝切换等关键难题,研制了大众行人协同精密定位软件,通过综合利用位置服务平台提供的协同精密定位增强信息,以及智能手机终端获取的多源观测数据(GNSS、微型惯性测量单元(miniature inertial measurement unit,MIMU)、Wi-Fi、BLE、磁力计及气压计等),实现了大众用户室外精度优于1.5 m,室内精度1~3 m,并具备室内外平滑切换能力的导航定位服务,支撑了大众用户室内外无缝精密定位的需求。

关键词：行人导航室内外无缝云-端协同智能手机多源融合机器学习

利用GNSS反射信号监测海面高度变化——基于法国BRST站2019~2021年数据

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地球科学与环境学报 2023年第3期45卷 548-558页

作者：郭斐李佰瀚张治宇刘万科武汉大学测绘学院湖北武汉430079

GNSS反射测量(GNSS-R)技术凭借其数据来源广泛、低成本、高时空分辨率等优势,在地表与海洋环境监测等方面展现巨大潜力,已成为海面高度(SSH)反演的重要技术途径。现有研究大多聚焦于3~6个月内的短期GPS潮位反演,难以反映海面高度的季节... 详细信息

GNSS反射测量(GNSS-R)技术凭借其数据来源广泛、低成本、高时空分辨率等优势,在地表与海洋环境监测等方面展现巨大潜力,已成为海面高度(SSH)反演的重要技术途径。现有研究大多聚焦于3~6个月内的短期GPS潮位反演,难以反映海面高度的季节性变化及年际特征,且在动态海面改正时仅考虑了垂向速度的影响,忽视了海面波动的垂向加速度,导致低潮位与高潮位的反演精度较差。基于此,以法国某一岸基跟踪站——BRST站为例,利用其连续3年的BDS/GPS/GLONASS/Galileo四系统反射信号,通过Lomb-Scargle谱分析和二阶动态潮位改正模型,采取稳健回归策略反演海面高度,并将最终结果与验潮站观测值进行对比,分析潮位变化趋势。结果表明:GNSS-R技术反演结果与验潮站观测值具有较好的一致性,反演精度有逐年提升的趋势,均方根误差(RMSE)为7.57 cm,相关系数为0.935;海面高度的季节性变化特征明显,秋、冬季平均海面高度偏高,夏季平均海面高度偏低,且海面高度的季节性变化与温度的季节性变化存在着相反的趋势;M2、S2、K1、O1、N2、K2、P1、Q1、M4等9个分潮的振幅差为0.06~6.76 cm,其平均绝对误差(MAE)为1.60 cm,迟角差为0.03°~6.96°,其平均绝对误差为2.45°,在频域上进一步验证了GNSS-R技术监测海面高度变化的可靠性。

关键词： GNSS反射测量海面高度海平面变化信噪比反射信号动态潮位改正分潮提取遥感

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Galileo导航系统观测值的质量分析

测绘地理信息 2019年第3期44卷 51-56页

作者：虞顺吴明魁刘万科张小红武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学导航定位技术研究中心湖北武汉430079

从信噪比、伪距多路径效应、单差残差和非差观测值精度等方面对进入初始服务初期Galileo导航系统观测值的质量进行了对比分析,最后简要评估了Galileo导航系统的单点定位精度。结果表明:在信噪比方面,Galileo E5最高,E1、E5a和E5b次之且... 详细信息

从信噪比、伪距多路径效应、单差残差和非差观测值精度等方面对进入初始服务初期Galileo导航系统观测值的质量进行了对比分析,最后简要评估了Galileo导航系统的单点定位精度。结果表明:在信噪比方面,Galileo E5最高,E1、E5a和E5b次之且基本相当;在伪距多路径方面,Galileo E1最大,其次分别为E5b和E5a,而E5最小;在单差残差方面,Galileo导航系统单差相位残差基本在±4 mm内,单差伪距残差基本在±0.3 m内;在非差观测值精度方面,Galileo导航系统相位观测值精度E1最高,E5a、E5b和E5次之且基本相当,而伪距观测值精度E5最高,E5b最差;整体上而言,Galileo导航系统观测值的数据质量略优于GPS和BDS;Galileo导航系统单频伪距单点定位的水平精度约为2.2 m,与GPS和BDS的水平定位精度基本相当,而高程精度约为5.2 m,稍差于GPS和BDS,这与可观测卫星数和PDOP有很大的关系。

关键词： Galileo导航系统质量分析信噪比伪距多路径单差残差非差观测值精度单点定位

车载GNSS/SINS组合导航中零速区间探测方法的改进

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测绘地理信息 2016年第6期41卷 12-16页

作者：宋宇朱锋卢立果刘万科武汉大学测绘学院湖北武汉430079

零速修正技术是克服捷联惯导(SINS)定位定姿误差发散最为实用的一种约束方法,该技术包含零速区间探测和零速更新两个部分,其中,零速区间探测是零速更新的基础。基于实测数据,对广泛应用于行人微机电系统(MEMS)组合导航中的4种零速区间... 详细信息

零速修正技术是克服捷联惯导(SINS)定位定姿误差发散最为实用的一种约束方法,该技术包含零速区间探测和零速更新两个部分,其中,零速区间探测是零速更新的基础。基于实测数据,对广泛应用于行人微机电系统(MEMS)组合导航中的4种零速区间探测方法在车载全球卫星导航系统/捷联惯导(GNSS/SINS)高精度组合导航中的实际探测性能进行了分析,获得了一些有益的结论。在此基础上,提出使用低通滤波器预先消除陀螺和加速度计数据中的高频噪声,进而提升角速度能量探测器零速区间探测效果的改进方法,并给出了不同窗口的最佳阈值范围。

关键词：全球卫星导航系统/捷联惯导组合导航零速区间探测角速度能量探测器低通滤波阈值