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分步北斗三频部分模糊度解算方法

导航定位与授时 2024年第4期11卷 26-37页

作者：王凯锋孙永荣付希禹李瑶南京航空航天大学自动化学院南京211106

针对动态环境下半周模糊度导致全集模糊度难以固定的问题,提出了一种分步北斗三频部分模糊度解算方法。该方法首先基于半周模糊度特性,设计了一种连续观测历元部分模糊度解算(COE-PAR)方法,初步筛选出质量较优的模糊度子集,减少了后续... 详细信息

针对动态环境下半周模糊度导致全集模糊度难以固定的问题,提出了一种分步北斗三频部分模糊度解算方法。该方法首先基于半周模糊度特性,设计了一种连续观测历元部分模糊度解算(COE-PAR)方法,初步筛选出质量较优的模糊度子集,减少了后续部分模糊度解算的计算量。进一步设计了一种逐级部分模糊度解算(CPAR)方法,通过多种基于观测质量的模糊度筛选方法对超宽巷、宽巷和窄巷模糊度进行逐级部分固定,获得了不含半周模糊度的部分模糊度固定解。最后通过动态车载实验验证了方法的有效性。实验结果表明,分步北斗三频部分模糊度解算方法可有效提高动对动相对定位的模糊度固定率。城市动态环境下,与传统全集模糊度解算方法相比,Ratio检验后的模糊度固定率从91%提高至100%,相对定位误差降低了18%~79%;同时,COE-PAR方法减少了CPAR方法中模糊度剔除时最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)算法约55%的执行次数。

关键词：部分模糊度解算北斗三频半周模糊度动对动相对定位

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强电离层环境下的北斗三频周跳探测与修复

测绘与空间地理信息 2024年第6期47卷 90-94页

作者：彭华东乔书波李林阳杨显赐李松伟宋开放信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

针对强电离层环境下,周跳探测受电离层延迟和伪距多路径的影响容易造成误探的问题,提出了一种适应强电离层环境的周跳探测与修复方法,并选取了合适的伪距相位组合探测阈值。本文选用三频GFIF相位组合、MW组合以及电离层改正的无几何伪... 详细信息

针对强电离层环境下,周跳探测受电离层延迟和伪距多路径的影响容易造成误探的问题,提出了一种适应强电离层环境的周跳探测与修复方法,并选取了合适的伪距相位组合探测阈值。本文选用三频GFIF相位组合、MW组合以及电离层改正的无几何伪距相位组合进行周跳探测,在周跳修复阶段采用电离层改正的伪距相位组合和2个MW组合,解决了联立方程病态问题。通过采用磁暴发生当天的JFNG与XMIS测站观测数据,并在数据中加入2周内小周跳和随机周跳进行实验,结果表明,该方法在强电离层环境下能准确地实现周跳的探测和修复。

关键词：强电离层北斗三频周跳探测与修复电离层改正

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北斗三频约束的短基线模糊度单历元算法

中国矿业大学学报 2015年第6期44卷 1090-1096页

作者：吕伟才高井祥王坚王文波中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 安徽理工大学测绘学院安徽淮南232001 安徽理工大学理学院安徽淮南232001

利用北斗三频模糊度易于固定的特点,提出了一种基于北斗三频约束的BDS/GPS短基线模糊度单历元解算方法.首先利用载波伪距组合快速求解北斗三频(0,-1,1)双差超宽巷模糊度,然后利用已固定模糊度的(0,-1,1)组合观测值与(1,4,-5)组合观测值... 详细信息

利用北斗三频模糊度易于固定的特点,提出了一种基于北斗三频约束的BDS/GPS短基线模糊度单历元解算方法.首先利用载波伪距组合快速求解北斗三频(0,-1,1)双差超宽巷模糊度,然后利用已固定模糊度的(0,-1,1)组合观测值与(1,4,-5)组合观测值组成无几何模型,以求解(1,4,-5)组合双差模糊度;在两个超宽巷模糊度求解完成之后,利用宽巷模糊度约束与两个无几何模型方程联立快速求解北斗基频双差模糊度;最后利用已固定模糊度的北斗基础观测值与GPS基础观测值方程联立以求解GPS基频双差模糊度.煤矿开采沉陷自动化监测系统的短基线实验结果表明,采用提出的方法可实现单历元求解北斗超宽巷、基频模糊度和GPS基频模糊度.

关键词：北斗三频 GPS 短基线模糊度解算单历元沉陷监测

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北斗三频伪距相关随机模型单站建模方法

测绘学报 2016年第S2期45卷 165-171页

作者：黄令勇吕志平吕浩宫轶松地理信息工程国家重点实验室中国天绘卫星中心信息工程大学地理信息学院 31002部队

为了提供可靠的伪距随机模型,基于3个线性无关的北斗三频伪距/载波无几何无电离层(GIF)组合,研究了一种利用单站数据估计北斗三频伪距相关随机模型算法。该算法首先利用低阶多项式对GIF组合进行拟合,以尽可能消除非伪距噪声以外的其他... 详细信息

为了提供可靠的伪距随机模型,基于3个线性无关的北斗三频伪距/载波无几何无电离层(GIF)组合,研究了一种利用单站数据估计北斗三频伪距相关随机模型算法。该算法首先利用低阶多项式对GIF组合进行拟合,以尽可能消除非伪距噪声以外的其他常数和误差,然后利用多元线性回归分析实现对3个线性无关的GIF组合随机噪声同时建模,最后再由线性组合关系变换得到原始北斗三频伪距相关随机模型。经北斗三频实测数据验证结果表明,该算法可实现北斗非差三频伪距相关随机模型的单站解算,有利于为导航定位以及完好性监测提供精准随机模型。

关键词：伪距相关随机模型北斗三频无几何无电离层组合

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北斗三频整系数线性组合优化模型

测绘科学 2019年第8期44卷 1-5,60页

作者：孟凡军李树军潘宗鹏李忠盼孙亦成海军大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018 信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

针对北斗三频观测量的应用需求,该文在对北斗三频载波相位线性组合观测模型进行误差分析的基础上,从几何的角度对削弱或消除误差的实系数无电离层组合、无对流层组合和最小噪声组合进行空间分析,更为直观地描述了无电离层平面、无对流... 详细信息

针对北斗三频观测量的应用需求,该文在对北斗三频载波相位线性组合观测模型进行误差分析的基础上,从几何的角度对削弱或消除误差的实系数无电离层组合、无对流层组合和最小噪声组合进行空间分析,更为直观地描述了无电离层平面、无对流层平面和最小噪声线的关系。在此基础之上,引出北斗整系数线性组合,并对长波长组合、弱电离层组合和弱观测噪声组合进行分析,以巷数、电离层延迟系数和噪声放大系数作为三频最优整系数线性组合的判断指标,得到了以(-1,-5,6)、(0,-1,1)和(1,4,-5)为代表的几组具有不同特性的最优三频整系数线性组合,并得出三频整系数优选线性组合模型的系数之和一般为S=0或者S=±1。

关键词：北斗三频整系数线性组合无电离层无对流层最小噪声长波长

北斗三频无几何、消电离层组合周跳探测方法研究

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大地测量与地球动力学 2015年第3期35卷 406-411页

作者：王华润柴洪洲谢恺信息工程大学地理空间信息学院郑州市科学大道62号450001

根据多频组合理论,构造基于北斗三频数据的无几何、消电离层组合,结合双频MW组合法和电离层残差法,对北斗实测三频数据进行周跳探测。实验表明,上述3种组合的结合使用能探测出所有大小的周跳,并具有较好的修复效果。

关键词：北斗三频 MW组合电离层残差组合三频无几何、消电离层组合周跳探测

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北斗三频模糊度固定算法研究

北斗三频模糊度固定算法研究

作者：李迪解放军信息工程大学

学位级别：硕士

在北斗全球导航卫星系统迅猛发展的大背景下,用户对于定位精度的要求也越来越高,而能否准确固定模糊度是影响卫星精密定位的重要因素,鉴于北斗全星座播发三频导航信号的优势,有必要开展针对北斗三频的模糊度解算方法研究。本文重点对BD... 详细信息

在北斗全球导航卫星系统迅猛发展的大背景下,用户对于定位精度的要求也越来越高,而能否准确固定模糊度是影响卫星精密定位的重要因素,鉴于北斗全星座播发三频导航信号的优势,有必要开展针对北斗三频的模糊度解算方法研究。本文重点对BDS三频组合观测量的优化选取、三频周跳的探测与修复技术、三频模糊度固定算法及可靠性检验理论展开研究。主要研究内容及成果包括以下几个方面:1、根据组合观测量中包含的各项误差及特性,讨论了选取最优组合系数应遵循的标准,并对北斗系统观测量组合进行筛选,得出以下结论:组合波长大小与巷数大小成反比;组合波长越长,组合观测量的几何误差就越大;具有弱电离层特性的组合观测量往往波长较短;不存在使电离层延迟放大系数和观测噪声放大系数同时最小的组合观测量;综合特性最优的组合观测量系数之和一般为0、-1或1。2、分析了MW组合法、三频伪距相位组合法的周跳探测与修复的原理,针对观测数据采样间隔较大时的周跳探测与修复,将STPIR组合法应用于BDS三频数据,并将其分别与MW组合法、三频伪距相位组合法联合进行周跳的探测与修复。分析了在数据采样间隔较大的条件下,单频点和多频点发生周跳时,两种联合方法对大周跳、小周跳与不敏感周跳的探测及修复效果,并且给出了周跳修复不准确性问题的解决方案。结果表明:两种联合方法在低采样率的条件下对所有周跳组合均具有较高的探测精度。3、深入分析了经典TCAR算法及其解算模糊度时受到的主要误差项,研究了限制中长基线模糊度固定的主要因素,并针对这些限制因素提出了改进方案,通过对比分析得知改进方案可以在一定程度上改善窄巷模糊度固定困难的问题。4、针对长基线条件下窄巷模糊度固定成功率较低的问题,引入了电离层延迟改正法进行长基线模糊度解算。分析论证得知,该方法虽然消除了一阶电离层延迟误差的影响,但是放大了观测噪声,需要一定的观测时间对观测数据进行平滑消噪。试验结果表明,该方法可以实现长基线模糊度的快速解算。5、对模糊度固定的可靠性理论进行探讨,介绍了可靠性检验的重要性。根据模糊度浮点解本身固有的统计规律特性,针对直接取整法、Bootstrap方法和最小二乘原理三类常用的整数估计准则,推导其对应的模糊度固定成功率计算公式,并介绍了基于可靠性指标的Ratio检验模糊度质量的方法。

关键词：北斗三频最优组合观测量周跳探测与修复模糊度解算 TCAR算法电离层延迟改正可靠性检验

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北斗三频精密单点定位技术研究

北斗三频精密单点定位技术研究

作者：许岭峰解放军信息工程大学

学位级别：硕士

随着北斗系统全球组网进程的不断加快,多系统之间的兼容互操作已成为当前发展的主流趋势。与其他系统不同的是北斗卫星均可提供三频观测数据,相比于双频数据,北斗三频数据在组合中能够形成更多性能较好的组合,为研究北斗三频精密单点定... 详细信息

随着北斗系统全球组网进程的不断加快,多系统之间的兼容互操作已成为当前发展的主流趋势。与其他系统不同的是北斗卫星均可提供三频观测数据,相比于双频数据,北斗三频数据在组合中能够形成更多性能较好的组合,为研究北斗三频精密单点定位提供了基本条件。本文主要针对精密单点定位技术,深入研究了其基本理论、误差改正、参数估计方法以及数据质量控制,并基于以上理论,采用自编软件对数据预处理中的周跳探测与修复、多种不同模式下的精密单点定位精度分析及应用进行了探讨。论文的主要工作与结论概括如下:1.基于三频组合观测值理论,由长波长、弱电离层影响、噪声较小和组合系数为整的原则,优化选取了载波相位与伪距/相位组合周跳探测量,并对两种组合周跳探测量的波长、电离层延迟系数、噪声及周跳修复的成功率做出相关分析。提出了在改正电离层延迟的条件下,优选的组合周跳探测量可实时探测并修复各类周跳,为下一步精密单点定位提供可靠的北斗三频非差观测数据。2.给出了常用的PPP函数模型,并将传统的双频无电离层组合扩展到三频。基于三频和双频无电离层组合,对多种不同模式下的静态精密单点定位进行了分析:(1)在BDS/GPS组合双频与GPS双频静态PPP时段解对比实验中,组合双频在可用卫星数及PDOP值上均优于单系统GPS,并且在各个方向上的收敛时间与定位精度都优于单系统GPS。(2)在北斗三频与北斗双频静态PPP单天解对比实验中,采用北斗三频数据的精密单点定位在收敛时间方面不如北斗双频,但在N、E、U三个方向单天解的精度均优于北斗双频。(3)在组合三频与组合双频静态PPP时段解对比实验中,组合三频精密单点定位的结果比组合双频稳定,而且三个方向的收敛时间和标准差均优于组合双频,在定位精度方面,组合三频时段解的平均定位偏差比组合双频略有提高。3.在组合系统PPP中需考虑不同系统间的差异,从系统间偏差中选取了接收机钟差偏差作为待估参数,实时估计不同类型的接收机钟差偏差。实验结果表明不同类型接收机钟差偏差差异较大,但在单天的变化较为平稳;通过单站多天的实验可以得出接收机钟差偏差在短期内的变化具有一致性,这将为消除系统间偏差提供一定的参考。4.在精密单点定位与基线解算对比实验中,通过分析精密单点定位单天解、时段解的精度,得出精密单点定位应用于基线解算时,其精度均可达到厘米级,并且单天解与时段解的精度均可达到国家C级控制网的布设要求。

关键词：北斗三频精密单点定位周跳探测与修复基线解算接收机钟差偏差估计

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一种改进的北斗三频基线解算方法

测绘科学 2019年第2期44卷 18-25,32页

作者：赵才新吴江飞栗广才信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

针对北斗导航系统目前是唯一能够播发真正实用三频信号的优势,该文中分析了最小二乘降相关搜索(LAMBDA)法与TCAR法在北斗三频模糊度解算中各自的优缺点。根据TCAR法在中短基线中超宽巷与宽巷模糊度固定成功率较高的特点,该文中提出了一... 详细信息

针对北斗导航系统目前是唯一能够播发真正实用三频信号的优势,该文中分析了最小二乘降相关搜索(LAMBDA)法与TCAR法在北斗三频模糊度解算中各自的优缺点。根据TCAR法在中短基线中超宽巷与宽巷模糊度固定成功率较高的特点,该文中提出了一种附有模糊度约束条件的北斗三频基线解算模型。通过北斗实测数据实验分析可知,相对于传统的三频定位模型,在短基线情况下具有超宽巷与宽巷模糊度约束的北斗三频定位模型的模糊度固定成功率较高;同时在中等长度基线情况下,模糊度固定速度和坐标收敛速度也比传统模型快。

关键词：北斗三频定位模型模糊度精度因子电离层延迟