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模糊度解算中不同策略与算法的搜索效率分析

测绘科学技术学报 2019年第2期36卷 143-148页

作者：吕浩吕志平王方超邝英才信息工程大学

整周模糊度快速搜索是GNSS整数最小二乘模糊度估计的关键环节。文中介绍了FP、VB和SE-VB这3种模糊度搜索策略及相应算法,在分析其原理和特点的基础上对比了各类算法的异同,并给出了常规搜索算法的改进策略。分别采用模拟和实测数据对不... 详细信息

整周模糊度快速搜索是GNSS整数最小二乘模糊度估计的关键环节。文中介绍了FP、VB和SE-VB这3种模糊度搜索策略及相应算法,在分析其原理和特点的基础上对比了各类算法的异同,并给出了常规搜索算法的改进策略。分别采用模拟和实测数据对不同搜索策略下算法的执行效率进行了验证和比较。实验结果表明:VB和SE-VB搜索策略均优于FP策略,基于SE-VB策略的AEVZ搜索算法最为高效,其次为M-SE算法和M-VB算法;模拟高维环境下3种算法的搜索效率分别比LAMBDA算法平均快10倍、8倍和3倍,AEVZ算法在实测环境下的搜索效率分别比LAMBDA算法和MLAMBDA算法平均快8倍和5倍;通过对SE-VB策略下MLAMBDA算法计算流程进行优化能够进一步提高搜索性能,其改进后的搜索效率与AEVZ算法相当。

关键词：模糊度解算整数最小二乘搜索效率 M-VB算法 SE-VB策略

一种矩阵分块的GNSS相位模糊度快速解算方法

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大地测量与地球动力学 2023年第1期43卷 1-5,33页

作者：李克昭朱国库河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南省焦作市454003 北斗导航应用技术协同创新中心郑州市450001

为解决GNSS模糊度解算中最小二乘模糊度去相关(least-square ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)算法涉及大量矩阵运算、降相关耗时较长等问题,提出一种对条件方差矩阵进行分块的最小二乘模糊度去相关(blocking in least-squar... 详细信息

为解决GNSS模糊度解算中最小二乘模糊度去相关(least-square ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)算法涉及大量矩阵运算、降相关耗时较长等问题,提出一种对条件方差矩阵进行分块的最小二乘模糊度去相关(blocking in least-square ambiguity decorrelation adjustment,BLAMBDA)算法。该算法对条件方差矩阵进行分块,减少条件方差排序次数,并在此基础上对Cholesky分解公式进行整合,减少Cholesky分解过程中的数乘运算。仿真实验和实测结果表明,与LAMBDA算法相比,BLAMBDA算法的整体解算效率提升显著,且更加稳定。

关键词： GNSS 模糊度解算矩阵分块 BLAMBDA算法去相关算法

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BDS-3四频参考站间宽巷模糊度解算方法

测绘科学 2022年第1期47卷 76-83页

作者：张宸浩潘树国高旺何璇彭佳伟东南大学仪器科学与工程学院南京210096

针对中长基线参考站间宽巷模糊度固定较慢的问题,提出了一种基于BDS-3四频信号(B1I/B2a/B3I/B1C)的分步无电离层(SIF)单历元解算方法。利用BDS-3四频超宽巷/宽巷模糊度易于固定的优点,通过无几何无电离层(GIF)法固定两个超宽巷模糊度,... 详细信息

针对中长基线参考站间宽巷模糊度固定较慢的问题,提出了一种基于BDS-3四频信号(B1I/B2a/B3I/B1C)的分步无电离层(SIF)单历元解算方法。利用BDS-3四频超宽巷/宽巷模糊度易于固定的优点,通过无几何无电离层(GIF)法固定两个超宽巷模糊度,将模糊度固定的双差载波观测值与待求的宽巷观测值组成无电离层模型消除电离层延迟的影响。分析和试验结果表明,与宽巷组合(WLC)法相比,SIF法不受电离层延迟误差的影响,且宽巷模糊度解算过程中受观测值噪声的影响远小于GIF法;在104 km基线实验中通过SIF法单历元固定宽巷模糊度的成功率为100%,且偏差基本在±0.2周内。综合来看,SIF法在大气误差较小和较大时均有较好的性能,可应用于中长基线及长基线参考站间的宽巷模糊度快速可靠固定。

关键词： BDS-3 四频单历元模糊度解算多频观测值

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北斗四频中长基线模糊度解算研究

南京信息工程大学学报（自然科学版） 2024年第1期16卷 137-144页

作者：曹相张杰高成发邵沛涵南京市计量监督检测院南京210049 东南大学交通学院南京211189

随着北斗三号卫星导航系统完成全球组网并正式开通,中国已成为世界上第3个独立拥有全球卫星导航系统的国家.目前BDS-3卫星可播发5个频点的观测信号,研究BDS-3多频组合对于实现模糊度快速固定、提高定位精度具有重要意义.针对中长基线解... 详细信息

随着北斗三号卫星导航系统完成全球组网并正式开通,中国已成为世界上第3个独立拥有全球卫星导航系统的国家.目前BDS-3卫星可播发5个频点的观测信号,研究BDS-3多频组合对于实现模糊度快速固定、提高定位精度具有重要意义.针对中长基线解算,本文充分利用BDS-3四频中存在电离层延迟极小且具有整数特性的组合,同时考虑对流层延迟的影响,建立了基于弱电离层组合的中长基线解算模型.实验结果表明,相比于传统双频无电离层模型,该模型的模糊度固定速度提高10%以上,N、E、U 3个方向定位精度相比最优双频无电离层组合分别提高了7.7%、7.9%、8.2%.

关键词： BDS-3 四频模糊度解算长基线

最优Tikhonov正则化矩阵及其在卫星导航定位模糊度解算中的应用

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武汉大学学报（信息科学版） 2019年第3期44卷 334-339页

作者：边少锋吴泽民海军工程大学导航工程系 91919部队

首先,用贝叶斯(Bayes)统计理论的观点,把未知参数看作随机变量,引入未知参数的无信息先验分布函数,从数学上推导了均方误差最小意义下的正则化矩阵;然后,结合最优正则化矩阵和快速截断奇异值算法,提出了一种新的正则化方法;最后,探讨了... 详细信息

首先,用贝叶斯(Bayes)统计理论的观点,把未知参数看作随机变量,引入未知参数的无信息先验分布函数,从数学上推导了均方误差最小意义下的正则化矩阵;然后,结合最优正则化矩阵和快速截断奇异值算法,提出了一种新的正则化方法;最后,探讨了新方法在全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)模糊度解算中的应用。通过一组GNSS模糊度解算实验,比较了最小二乘(least squares,LS)方法、L曲线岭估计和新方法的性能。结果表明,新方法解算成功率略高于L曲线岭估计,远高于LS方法;计算耗时略大于LS方法,远小于L曲线岭估计。

关键词：病态问题 Tikhonov正则化 Bayes统计理论 GNSS 模糊度解算

一种“北斗”三号精密单点定位的三频模糊度解算方法

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电讯技术 2022年第4期62卷 495-502页

作者：劳源基熊泽凯王靖君覃团发广西大学计算机与电子信息学院南宁530004 广西大学广西多媒体通信与网络技术重点实验室南宁530004

精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)利用接收机收到的载波相位测量值进行定位,载波相位整周模糊度的固定影响着PPP的收敛速度和定位精度。采用B2a信号替代B2I信号,与B1I、B3I组成三频信号观测值组合,在此基础上对传统Boot-str... 详细信息

精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)利用接收机收到的载波相位测量值进行定位,载波相位整周模糊度的固定影响着PPP的收敛速度和定位精度。采用B2a信号替代B2I信号,与B1I、B3I组成三频信号观测值组合,在此基础上对传统Boot-strapping方法加以改进,提出了一种改进的三频模糊度解算方法。该方法采用了超宽巷-超宽巷-宽巷-窄巷的解算策略,通过比较选择波长较长、电离层延迟较小、测量噪声较小的三频观测值组合,分别用于解算超宽巷组合、宽巷组合和窄巷组合的模糊度。当电离层延迟无法忽略时,所提方法通过引入额外的伪距观测量来消除在解算组合模糊度的过程中出现的电离层参数和几何参数的影响。实验表明,所提方法与传统方法在完成一次模糊度解算的时间上相差无几,但是相比于传统方法,所提方法具有更高的模糊度解算成功率。

关键词： “北斗”三号精密单点定位模糊度解算三频观测值组合 Boot-strapping

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北斗RNSS-RDSS组合模糊度解算方法

测绘学报 2016年第4期45卷 404-410页

作者：赵姣姣曲江华袁洪中国科学院光电研究院北京100094

电离层延迟较大是基线较长情况下的模糊度解算需要解决的关键问题。当基线较长时,由于基准站和流动站的电离层相关性弱使得双差电离层残差较大,易导致模糊度解算所需时间长且成功率不高。本文提出了一种模糊度解算方法,该方法将北斗无... 详细信息

电离层延迟较大是基线较长情况下的模糊度解算需要解决的关键问题。当基线较长时,由于基准站和流动站的电离层相关性弱使得双差电离层残差较大,易导致模糊度解算所需时间长且成功率不高。本文提出了一种模糊度解算方法,该方法将北斗无线电测定业务(radio determination satellite system,RDSS)的下行S频段信号测量值与无线电导航业务(radio navigation satellite system,RNSS)信号测量值组合来削弱电离层的影响。首先,通过RDSS信号测量值与RNSS信号测量值一起进行频率组合研究,确定了几组电离层延迟系数小且总噪声波长比(total noise level,TNL)较小的组合。然后,利用这些组合形成几何无关和电离层无关模型解算GEO卫星的窄巷模糊度。最后利用已知窄巷模糊度的GEO卫星测量值辅助求解非GEO卫星的窄巷模糊度。利用实测北斗星历对提出的方法进行了仿真验证,结果表明,本文方法可以从整体上提高模糊度解算的速度和成功率。

关键词：北斗卫星导航系统 RDSS RNSS 模糊度解算电离层延迟

一种基于多频模糊度快速解算方法的BDS/GPS中长基线RTK定位模型

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武汉大学学报（信息科学版） 2017年第9期42卷 1216-1222页

作者：谢建涛郝金明刘伟平于合理田英国信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州450050

随着全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)进入多系统时代,空中导航卫星的可见卫星数不断增加,中国北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)已开始面向用户提供三频导航信号,这都有利于改善单... 详细信息

随着全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)进入多系统时代,空中导航卫星的可见卫星数不断增加,中国北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)已开始面向用户提供三频导航信号,这都有利于改善单历元实时动态定位(real-time kinematic,RTK)的精度和可靠性。中长基线单历元RTK通常采用电离层无关组合算法,但是该方法将观测噪声进行了放大,模糊度固定成功率随着基线长度的增加而明显降低。提出一种BDS/GPS(global positioning system)中长基线单历元多频RTK定位算法,先以较高成功率快速固定BDS的两个超宽巷模糊度,继而通过简单变换得到BDS宽巷模糊度,然后将其辅助提高GPS宽巷模糊度固定成功率,最后采用将电离层延迟误差参数化的策略以提高BDS/GPS窄巷模糊度固定成功率。结合实测数据进行验证分析,结果表明本文算法是可行的。

关键词： BDS/GPS 三频模糊度算法多频RTK 模糊度解算

基于多频模糊度解算的BDS/GPS中基线AEKF RTK算法

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系统工程与电子技术 2017年第8期39卷 1794-1800页

作者：宋玉龙廉保旺唐成凯西北工业大学电子信息学院西安陕西710072

为了提高中基线实时动态(real-time kinematic,RTK)定位的模糊度解算成功率和定位精度,提出一种基于三频北斗系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)和双频全球定位系统的多频模糊度解算算法。该算法结合三频模糊度解算(three ca... 详细信息

为了提高中基线实时动态(real-time kinematic,RTK)定位的模糊度解算成功率和定位精度,提出一种基于三频北斗系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)和双频全球定位系统的多频模糊度解算算法。该算法结合三频模糊度解算(three carrier ambiguity resolution,TCAR)和最小二乘降相关(least-square ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)算法通过三级迭代固定模糊度。此外,为了减少电离层延迟等误差对模糊度解算的影响,提出一种组合系数搜索算法。利用自适应扩展卡尔曼滤波实现RTK定位。在中基线实验中,将提出算法与BDS TCAR和单/双系统LAMBDA算法在成功率和定位精度方面进行比较。结果表明,所提算法的成功率最高,可即时固定模糊度,且定位误差在毫米级,精度在3种算法中最优。

关键词：全球定位系统北斗系统实时动态模糊度解算自适应扩展卡尔曼滤波