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北斗三号系统信号质量分析及轨道精度验证

武汉大学学报（信息科学版） 2023年第4期48卷 611-619页

作者：王西龙许小龙赵齐乐武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

北斗三号卫星导航系统(BeiDou-3 navigation satellite system,BDS-3)的信号体制经过重新设计,提供B1I、B3I、B1C、B2a以及B2b 5个频点的公开服务信号。从伪距多路径、信噪比、无几何无电离层相位组合(geometry-free ionosphere-free phase combination,GFIFP)观测值特性等方面,对BDS-3卫星公开服务信号的观测数据质量进行分析评估。结果表明,BDS-3卫星信号的多路径噪声水平优于北斗二号系统卫星,且未发现与高度角相关的系统偏差,B1C受多路径及噪声的影响更为显著;不同信号组合的GFIFP序列都呈现出与卫星相关的周期性系统误差,峰值约为2 cm。对BDS-3卫星采用“一步法”精密定轨,分别采用B1I&B3I与B1C&B2a的双频无电离层组合,使用轨道边界不连续性以及卫星激光测距进行轨道精度检核,结果表明,在可用观测数少于B1I&B3I的情况下,B1C&B2a解算的轨道精度达到与B1I&B3I相当的水平,轨道径向的内符合精度分别为6.1 cm、6.6 cm。

关键词：北斗三号观测值质量分析无几何无电离层组合精密定轨

OpenMP并行计算在全球电离层反演中的应用

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武汉大学学报（信息科学版） 2018年第2期43卷 227-233,240页

作者：张强赵齐乐武汉大学卫星导航定位技术研究中心

对全球电离层反演数据处理中的计算密集型任务进行分析,针对数据预处理、组建法方程矩阵、参数预消除和法方程矩阵求逆等主要模块设计了基于OpenMP（Open Multi-Processing）的并行计算方案。该实验方案在单台服务器下实施,通过算例验... 详细信息

对全球电离层反演数据处理中的计算密集型任务进行分析,针对数据预处理、组建法方程矩阵、参数预消除和法方程矩阵求逆等主要模块设计了基于OpenMP（Open Multi-Processing）的并行计算方案。该实验方案在单台服务器下实施,通过算例验证了本文并行计算方案的有效性和可靠性。实验结果表明：采用并行计算后,全球电离层快速解执行时间只需要10~13 min,计算速度加快了约6倍;最终解执行时间只需要39~47min,计算速度加快了约5倍。本文全球电离层模型精度约为2.8~3.8TECU,最终解模型精度相比快速解精度提高了约0.2TECU,与IGS各个分析中心电离层产品精度基本相当。

关键词： OpenMP 并行计算 GNSS 全球电离层模型总电子含量

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北斗三号卫星FCB估计及其模糊度固定

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第9期47卷 1439-1446页

作者：李浩东赵齐乐陶钧龙宇浩武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 武汉大学测绘学院湖北武汉430079 上海市空间导航与定位技术重点实验室上海200030

随着北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)的建设和完善,更多的北斗在轨卫星开始提供全球性的定位、导航、授时服务。为了验证北斗系统整体精密单点定位⁃模糊度固定(precise point positioning⁃ambiguity resoluti... 详细信息

随着北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)的建设和完善,更多的北斗在轨卫星开始提供全球性的定位、导航、授时服务。为了验证北斗系统整体精密单点定位⁃模糊度固定(precise point positioning⁃ambiguity resolution,PPP⁃AR)的效果,基于全球分布的测站2020-08-01—2020-08-31共31 d的观测数据进行GPS、BDS双系统相位小数周偏差(fractional cycle bias,FCB)估计,并对其中BDS⁃3卫星FCB产品时变特性进行分析。结果表明,大部分BDS⁃3卫星宽巷FCB在31 d内保持相对稳定,变化小于0.2周,窄巷FCB在1 d之内的变化小于0.1周。利用估计的FCB产品进行动态和静态PPP⁃AR解算。单BDS⁃3静态PPP⁃AR的历元固定率可以达到89.8%,东、北、天3个方向的均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为0.94 cm、0.73 cm和1.39 cm,动态PPP⁃AR的历元固定率为83.9%,东、北、天3个方向的RMSE分别为1.99 cm、1.70 cm和3.28 cm。

关键词：北斗卫星导航系统小数周偏差精密单点定位模糊度固定

BDS-3/BDS-2多频数据的长距离非差网络RTK算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第7期48卷 1146-1159页

作者：祝会忠张杰赵齐乐徐爱功辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

北斗三号卫星导航系统(BeiDou-3 satellite navigation system,BDS-3)已正式建成并提供服务,网络实时动态定位(real timekinematic,RTK)算法是提高北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)定位精度的主要手段。提出了一种基于BDS多频多系统观测数据的长距离非差网络RTK算法。首先,通过顾及大气误差参数的多频载波相位整周模糊度解算模型,确定长距离BDS参考站的多频载波相位整周模糊度。然后,利用准确确定的参考站间载波相位整周模糊度,通过线性变化得到各参考站的非差整周模糊度,并计算各参考站的非差观测误差。考虑长距离测站间观测误差空间相关性减弱的特点,根据误差特性的不同分离出参考站网分类的非差误差改正数。最后,采用反距离加权法计算流动站的分类非差误差改正数,流动站通过非差误差改正数进行观测误差的改正和高精度定位。使用长距离连续运行参考站网的多频实测数据进行实验,结果表明:BDS-3的定位精度相对于北斗二号卫星导航系统(BeiDou-2satel-litenavigation system,BDS-2)在东、北、天各方向分别有15.7%、28%、11.9%的提高,定位性能与GPS相当甚至更优,多频数据的模糊度固定成功率和收敛时间较GPS双频数据有一定优势,BDS-3和BDS-2双系统定位结果优于单系统,二者均能实现流动站厘米级定位。该方法可避免双差观测值的相关性影响,空间误差计算效率高,流动站的定位更加灵活,充分发挥了BDS多频观测数据的优势。

关键词： BDS 长距离参考站网分类误差非差误差改正数网络RTK

偏航姿态对GPS和GLONASS精密轨道和钟差的影响

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武汉大学学报（信息科学版） 2017年第5期42卷 624-629页

作者：王晨郭靖赵齐乐武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

利用全球约110个国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)测站2013年全年观测数据,分析和研究了GPS和全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GLONASS)卫星偏航姿态对其精密轨道和钟差的影响。结果表明,偏航姿态对... 详细信息

利用全球约110个国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)测站2013年全年观测数据,分析和研究了GPS和全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GLONASS)卫星偏航姿态对其精密轨道和钟差的影响。结果表明,偏航姿态对不同型号GPS卫星轨道和钟差的影响程度不同,当采用偏航姿态改正后地影期的BLOCK IIA型卫星轨道改善可达17mm,BLOCK IIF为近5mm,而BLOCK IIR几乎不受影响。由于偏航姿态对GLONASS-M卫星定轨精度影响较大,因此,当改正偏航姿态后所有GLONASS卫星相对于IGS最终轨道平均一维差异提高10mm,相对于德国地学中心(German Research Center for Geosciences,GFZ)最终钟差平均标准差提升0.034ns。

关键词：偏航姿态轨道钟差 GPS GLONASS

GNSS接收机伪距偏差确定方法及其对定位的影响

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第7期48卷 1134-1145页

作者：耿涛李钟兴谢新马壮赵齐乐武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机伪距偏差是指卫星导航信号非理想特征导致的不同接收机的伪距测量常数偏差。研究表明,接收机伪距偏差无法被钟差参数吸收,将影响GNSS精密应用。选取了多GNSS实验全球... 详细信息

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机伪距偏差是指卫星导航信号非理想特征导致的不同接收机的伪距测量常数偏差。研究表明,接收机伪距偏差无法被钟差参数吸收,将影响GNSS精密应用。选取了多GNSS实验全球跟踪网的9条零/短基线,将基线按照接收机类型分为3组,即相同厂商相同型号、不同厂商以及相同厂商不同型号,通过双差法确定了每组基线GPS/北斗卫星导航系统(Bei Dou satellite navigation system,BDS)/伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system,Galileo)的接收机伪距偏差,并分析了接收机伪距偏差的稳定性及其对整周模糊度解算和伪距相对定位的影响。结果表明,不同厂商接收机构成的基线,伪距偏差可达160cm,即使同一厂商不同型号的接收机间也存在不可忽略的伪距偏差;对于GPS、BDS和Galileo,Galileo伪距偏差最小,BDS伪距偏差最大。此外,接收机伪距偏差具有良好的稳定性,60d标准差不超过12cm。接收机伪距偏差改正后,GPS、BDS、Galileo双差宽巷Melbourne-Wubbena组合非整周部分均方根分别降低了17%、22%、14%,GPS、BDS、Galileo伪距相对定位三维误差分别从84.4、77.3、60.0cm降低到80.1、72.1、57.0cm。

关键词：接收机伪距偏差零/短基线模糊度解算 MW组合伪距相对定位

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黄土地区沉井井壁与土的相互作用研究

黄土地区沉井井壁与土的相互作用研究

作者：赵齐乐西安建筑科技大学

学位级别：硕士

以西安市北三环C09标段YF’70与YF’71沉井基础为研究对象，通过工程地质勘察以查清该建设场地工程地质和水文地质条件，并通过对沉井的下沉全过程进行了实时监测，根据大量现场实测资料，结合改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混... 详细信息

以西安市北三环C09标段YF’70与YF’71沉井基础为研究对象，通过工程地质勘察以查清该建设场地工程地质和水文地质条件，并通过对沉井的下沉全过程进行了实时监测，根据大量现场实测资料，结合改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土的不同含水率不同密度，共64个试样的剪切试验。结果得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线。土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势。土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关。并系统分析了沉井基础的下沉机理和下沉过程中的受力特性，得出了沉井下沉不同深度，经过不同土层时井壁侧摩阻力和刃脚端阻力的大小及分布规律，指出刃脚处所受的土压力为被动土压力，井壁所受的土压力为主动土压力或静止土压力。根据地基破坏理论，将与沉井同时移动的压实核作为基础的一部分，从位移、刃脚和土的物理力学性质等方面进行分析，指出沉井刃脚所受的被动土压力介于静止土压力与被动土压力极限值之间。由被动土压力折减系数，推导出被动土压力与侧摩阻力的计算公式。提出了下沉系数K和井壁侧摩阻力值σ的计算方法和经验公式，以及土压力系数k的取值范围。并在此基础上建立了下沉阻力的计算模型，给出了最大侧壁摩阻力f的计算公式和分布特征。

关键词：沉井基础下沉阻力侧摩阻力刃脚现场监测大型直剪实验

利用星载GPS观测数据确定海洋2A卫星cm级精密轨道

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武汉大学学报（信息科学版） 2013年第1期38卷 52-55,131页

作者：郭靖赵齐乐李敏胡志刚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 武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079

系统研究了基于国产星载双频GPS接收机的海洋2A(HY2A)卫星精密定轨问题,并对星载双频GPS接收机天线相位中心进行了校正。结果显示,HY2A卫星径向定轨精度可达1～2cm,天线相位中心标定精度为mm级。相关成果可应用于我国后续所有搭载双频GP... 详细信息

系统研究了基于国产星载双频GPS接收机的海洋2A(HY2A)卫星精密定轨问题,并对星载双频GPS接收机天线相位中心进行了校正。结果显示,HY2A卫星径向定轨精度可达1～2cm,天线相位中心标定精度为mm级。相关成果可应用于我国后续所有搭载双频GPS接收机的对地观测卫星计划。

关键词：海洋2A卫星星载GPS接收机精密定轨天线相位中心变化 SLR

利用DORIS相位数据的Jason-2卫星精密定轨

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武汉大学学报（信息科学版） 2013年第10期38卷 1207-1211页

作者：李文文李敏施闯赵齐乐武汉大学测绘学院武汉市珞喻路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

主要研究了DORIS系统RINEX观测值模型的建立及其主要误差——星载接收机钟差的改正方法,在此基础上实现了基于DORIS系统RINEX相位观测值数据的Jason-2卫星精密轨道确定。研究表明,利用拟合接收机钟差和利用RINEX频偏数据这两种钟差改正... 详细信息

主要研究了DORIS系统RINEX观测值模型的建立及其主要误差——星载接收机钟差的改正方法,在此基础上实现了基于DORIS系统RINEX相位观测值数据的Jason-2卫星精密轨道确定。研究表明,利用拟合接收机钟差和利用RINEX频偏数据这两种钟差改正方法,基于RINEX相位观测值的Jason-2卫星精密定轨均能达到径向1cm量级的精度;而拟合接收机钟差改正能同时削弱接收机钟的高阶振荡误差,可以获得更高的定轨精度。

关键词： DORIS系统 RINEX相位数据 Jason-2卫星精密定轨