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基于历元间差分技术的精密单点定位研究

宇航学报 2010年第3期31卷 748-752页

作者：李浩军王解先胡丛玮陈俊平同济大学测量与国土信息工程系上海200092 现代工程测量国家测绘局重点实验室上海200092 德国地球科学研究中心波茨坦14473

无模糊度模型的精密单点定位,通过历元间相位差分,消除初始相位模糊度来求取历元间位置差。本文基于抗差估计,讨论了历元间伪距、相位差分技术以及参数的估计方法。赋予伪距、相位观测值不同的初始权,然后采用抗差估计原理进行位置差参... 详细信息

无模糊度模型的精密单点定位,通过历元间相位差分,消除初始相位模糊度来求取历元间位置差。本文基于抗差估计,讨论了历元间伪距、相位差分技术以及参数的估计方法。赋予伪距、相位观测值不同的初始权,然后采用抗差估计原理进行位置差参数估计。分析了不同采样率对位置差结果的影响,采用小波分析理论对位置差误差的特性进行了研究。探讨了采用历元间差分获得的位置差进行单点定位时存在的一些问题。

关键词：历元间差分精密单点定位抗差估计采样率

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历元间差分精密单点定位的精度分析

测绘科学 2016年第1期41卷 122-126页

作者：范士杰牟春霖刘焱雄陈冠旭秦学彬中国石油大学地球科学与技术学院山东青岛266580 国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 东方地球物理公司装备服务处测量服务中心天津300280

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... 详细信息

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。

关键词：历元间差分精密单点定位坐标变化地表形变监测

联合历元间差分相位和双频载波消电离层模型的定位方法

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测绘科学与工程 2021年第2期41卷 11-16,78页

作者：刘卓然阮仁桂孙中苗杨武召曹钰长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054

本文展示了一种利用历元间载波相位差分结合双频载波消电离层组合观测量的定位方法,该方法计算简单,可用于低成本、小型化的无人机产业的实时导航定位。采用香港大地测量观测站数据对该方法进行验证,结果表明:滤波收敛后,该方法的定位... 详细信息

本文展示了一种利用历元间载波相位差分结合双频载波消电离层组合观测量的定位方法,该方法计算简单,可用于低成本、小型化的无人机产业的实时导航定位。采用香港大地测量观测站数据对该方法进行验证,结果表明:滤波收敛后,该方法的定位结果在E、N、U方向精度(RMS)的平均值分别达到0.61m、0.21m、0.52m,三维精度达到0.83m,与传统伪距单点定位相比,精度有较大提升。

关键词：双频载波历元间差分无电离层组合观测量单点定位卡尔曼滤波

基于历元间差分相位的低轨卫星实时精密定轨方法

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基于历元间差分相位的低轨卫星实时精密定轨方法

普适型GNSS双频数据的周跳探测与修复方法

第十二届中国卫星导航年会

作者：刘卓然阮仁桂孙中苗曹钰孙爱斌雷强长安大学地质工程与测绘学院西安测绘研究所地理信息工程国家重点实验室

低轨卫星具有强大的功能,而且有着卫星轨道低、信号时延短、发射成本小等优点,越来越多的国家和企业开始重视低轨卫星系统的建设,同时低轨卫星搭载GPS接收机实现精密定轨研究已成为热门课题。本文展示了一种基于历元间差分相位的低轨卫... 详细信息

低轨卫星具有强大的功能,而且有着卫星轨道低、信号时延短、发射成本小等优点,越来越多的国家和企业开始重视低轨卫星系统的建设,同时低轨卫星搭载GPS接收机实现精密定轨研究已成为热门课题。本文展示了一种基于历元间差分相位的低轨卫星实时精密定轨方法,该方法利用高精度历元间差分相位计算的历元间的位置差,构造高精度的运动模型,通过滤波处理实现高精度定轨。并采用实测的星载GPS（Global Positioning System）数据对该方法进行验证,结果表明:滤波收敛后,该方法的定位结果在R、T、N方向的四天平均RMS（Root Mean Square）值分别达到0.62m、0.74m、0.84m,3D方向的定轨精度达到1.28m,相比于双频伪距单点定位法的R、T、N及3D方向定轨精度,分别提高了75%,73.1%,77.7%和75.80%。

关键词： GPS 历元间差分低轨卫星双频载波消电离层模型卡尔曼滤波

来源： cnki会议评论

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大地测量与地球动力学 2024年第10期44卷 1003-1009页

作者：刘宁刘世焕吴小利浦彦彦长安大学地质工程与测绘学院西安710054 中交一公局厦门检测技术有限公司厦门361000 自然资源陕西省卫星应用技术中心西安710002

通过分析宽巷相位减窄巷伪距和无几何距离组合周跳探测方法存在的问题,提出一种考虑GNSS卫星高度角因子且适用于普适型GNSS观测数据的周跳探测方法。在探测出周跳发生的历元位置后,利用基于空间搜索和目标函数最小准则的方法进行周跳修... 详细信息

通过分析宽巷相位减窄巷伪距和无几何距离组合周跳探测方法存在的问题,提出一种考虑GNSS卫星高度角因子且适用于普适型GNSS观测数据的周跳探测方法。在探测出周跳发生的历元位置后,利用基于空间搜索和目标函数最小准则的方法进行周跳修复,并选取安置在甘肃临夏公路旁一滑坡隐患处的普适型GNSS接收机所观测的不同高度角卫星数据对提出的周跳处理方法进行验证。结果表明,该周跳探测与修复方法能实现不同高度角卫星载波相位数据中周跳的准确探测与修复,并减弱GNSS数据观测误差对周跳检验量的影响,对普适型GNSS观测数据的周跳探测与修复具有可行性。

关键词：普适型GNSS 周跳卫星高度角历元间差分目标函数

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一种多频多系统部分模糊度固定算法

测绘科学 2024年第1期49卷 1-14页

作者：祝会忠郑建行路阳阳辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000

针对GNSS多频多系统的定位模式使得整周模糊度的维数急剧增加,导致很难快速准确地固定所有模糊度,引起显著RTK定位偏差的问题,提出一种基于卡尔曼滤波的GPS/BDS/Galileo组合部分模糊度固定方法:对原始误差方程进行参数重组,将窄巷模糊... 详细信息

针对GNSS多频多系统的定位模式使得整周模糊度的维数急剧增加,导致很难快速准确地固定所有模糊度,引起显著RTK定位偏差的问题,提出一种基于卡尔曼滤波的GPS/BDS/Galileo组合部分模糊度固定方法:对原始误差方程进行参数重组,将窄巷模糊度组合形成宽巷以及超宽巷模糊度;采用多重约束检验取整超宽巷、宽巷模糊度并依次对待估参数进行更新;对窄巷模糊度子集进行筛选,缩小模糊度的搜索空间;结合历元间差分,提供当前历元先验位置解,对模糊度进行检验。经实验表明:在长距离静态实验中,该算法在定位精度E、N和U方向上相较于常规部分模糊度固定分别提升32%、42%和28%。在模糊度固定正确率和收敛速度方面也有显著的提升,且随着基线长度的增加其优势越明显;在短距离动态实验中,该算法在较为复杂的城市道路中定位精度、可靠性以及重收敛速度同样具有出色的表现。

关键词：多频多系统 GNSS 部分模糊度固定参数重组卡尔曼滤波历元间差分

顾及系统误差影响的智能手机GNSS观测值质量分析

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测绘工程 2024年第5期33卷 43-49页

作者：孙俊锋穆宏波于先文廖鹏吴焱泽东南大学交通学院南京211189 江苏省交通运输厅港航事业发展中心南京210004

针对现有智能手机观测值质量分析大多直接从原始观测值出发,未能顾及系统误差影响的问题,文中提出质量分析方法利用星间与历元间差分消除部分系统误差,再分别对智能手机伪距与载波进行质量分析。通过分析经预处理后的观测值以及原始观... 详细信息

针对现有智能手机观测值质量分析大多直接从原始观测值出发,未能顾及系统误差影响的问题,文中提出质量分析方法利用星间与历元间差分消除部分系统误差,再分别对智能手机伪距与载波进行质量分析。通过分析经预处理后的观测值以及原始观测值综合分析手机观测值质量。实验结果表明,智能手机在不同GNSS系统伪距质量不同,伪距标准差最大为2.115 m;手机载波质量较高,不同系统载波质量差异较小,其中载波标准差最大为0.1962 m;BDS的伪距质量优于其他系统,GPS载波质量优于BDS与Galileo。

关键词：智能手机 GNSS观测值质量分析星间差分历元间差分

基于历元间相位差分的实时定位和低轨卫星运动学定轨研究

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基于历元间相位差分的实时定位和低轨卫星运动学定轨研究

作者：杨武召长安大学

学位级别：硕士

为了提高GNSS用户在没有差分信息支持条件下的实时定位精度,本文聚焦于基于历元间差分相位的实时定位和低轨卫星定轨算法研究。文中详细推导了历元间差分相位解算位置差的具体公式,并结合GRAPHIC组合和卡尔曼滤波提出了一种单频高精度... 详细信息

为了提高GNSS用户在没有差分信息支持条件下的实时定位精度,本文聚焦于基于历元间差分相位的实时定位和低轨卫星定轨算法研究。文中详细推导了历元间差分相位解算位置差的具体公式,并结合GRAPHIC组合和卡尔曼滤波提出了一种单频高精度实时定位方法——历元间差分相位辅助GRAPHIC组合的定位算法(EDP＿GRAPHIC),并基于RTKLIB软件实现该算法。该方法仅需要单站单频接收机数据,不需要外部星历、钟差、电离层改正等信息,仅采用广播星历就能实现实时导航定位和低轨卫星定轨。主要工作及成果如下:1.周跳的准确探测是确保EDP＿GRAPHIC算法精度和稳定性的关键。针对已有周跳探测方法的不足,提出了一种基于历元间差分相位验后残差分析的周跳探测方法。该方法可以对小至一周的小周跳进行准确探测。在此基础上,形成两种周跳探测方案:一是对于单频数据,先采用伪距相位组合法探测大周跳,再通过对验后残差进行χ假设检验和绝对中位差法探测小周跳;二是对于双频数据,先采用电离层残差法探测周跳,再通过对验后残差进行χ假设检验和绝对中位差法探测小周跳。2.采用IGS站1s采样率的GPS观测数据进行实验验证,结果表明:EDP＿GRAPHIC算法在E、N和U方向的定位精度分别达到0.54m、0.35m、0.71m,与标准单点定位相比在E、N和U方向的定位精度分别提升了6.14%,56.43%,73.3%。如果采用精密星历,相比于广播星历的结果又分别提升了66.67%、51.43%、42.25%。实验还发现,随着采样间隔的增大,基于历元间差分相位的位置差精度逐渐降低,从而引起定位精度的降低,因此EDP＿GRAPHIC算法尤其适用于高采样率数据的实时定位。3.构建了BDS和GPS组合的EDP＿GRAPHIC定位算法,利用香港CORS站数据分别进行BDS单系统、GPS单系统和BDS/GPS组合的定位实验。结果表明:BDS/GPS组合EDP＿GRAPHIC算法在E、N、U方向定位精度分别达到0.36m、0.34m、0.71m,相对于BDS单系统的结果分别提升了11.14%、13.54%、16.79%,相对于GPS系统分别提升了26.82%、18.35%、2.46%。组合定位的收敛时间相对于GPS单系统、BDS单系统提升幅度分别超过29%和59%。4.采用天绘一号低轨卫星星载GPS数据验证了EDP＿GRAPHIC算法进行低轨卫星定轨的可行性。结果表明:采用EDP＿GRAPHIC算法收敛后定轨精度在R、T、N和3D方向分别达到0.99m、0.65m、1.07m和1.59m,收敛时间平均约为25min;相对于单频SPP法的定轨结果分别提升了74.80%、17.79%、4.30%、61.57%。在此基础上,构造了历元间差分和非差双频消电离层组合相位联合的双频定轨模型,实验表明:基于该模型的定轨精度在R、T、N和3D方向分别达到0.84m、0.53m、0.89 m和1.33m,收敛时间平均约为10分钟,相对于双频伪距单点定位法定轨精度分别提升了83.83%、70.40%、73.28%和79.24%。与单频EDP＿GRAPHIC模型相比,双频精密定轨模型各坐标分量的收敛时间都缩短了50%以上。

关键词： GPS BDS 历元间差分 GRAPHIC 卡尔曼滤波实时定位低轨卫星

基于历元间载波相位差分的单站单频周跳探测与修复方法

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