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双频Android手机gps/bds伪距单点定位增强方法与性能评估

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导航定位与授时 2022年第1期9卷 126-133页

作者：崔均烨宁一鹏米宏志柴大帅姚国标桑文刚山东建筑大学测绘地理信息学院济南250101

针对双频GNSS手机不同运动状态下的定位性能,从原始观测值质量入手进行分析,设计并比较了多种定位算法的有效性。首先,采集了华为mate30、荣耀20pro、小米10三款双频手机的原始观测数据,从DOP值、信噪比、伪距残差等方面对观测数据质量... 详细信息

针对双频GNSS手机不同运动状态下的定位性能,从原始观测值质量入手进行分析,设计并比较了多种定位算法的有效性。首先,采集了华为mate30、荣耀20pro、小米10三款双频手机的原始观测数据,从DOP值、信噪比、伪距残差等方面对观测数据质量进行了分析评估。其次,设计了静态和动态实验,利用最小二乘法(LSM)、加权最小二乘法(WLS)(高度角定权、信噪比定权)、Kalman滤波法进行单点定位解算。静态测试结果表明,基于LSM的三款手机定位精度在E、N方向上分别优于2.04m和2.24m,信噪比定权相比高度角定权可使平面定位精度平均提高8.5%;动态测试结果表明,Kalman滤波可有效提高精度性能,平面定位精度平均提高7.2%,但三款手机的动态测试表现明显低于静态测试。

关键词：单点定位 gps/bds 高度角定权信噪比定权 Kalman滤波

0.18 μm CMOS工艺的gps/bds双模可重构接收机射频前端

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国防科技大学学报 2016年第3期38卷 19-24页

作者：江金光唐亚男周细凤刘江华武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 武汉大学物理科学与技术学院湖北武汉430072

采用低中频架构设计了一种0.18μm CMOS工艺的gps/bds双模可重构接收机射频前端,能在gps L1模式或bds B1模式下工作。通过频率自适应电路调整中频滤波器的时间常数,降低其频率不确定度;压控振荡器中加入4位开关电容阵列,以提高频率调谐... 详细信息

采用低中频架构设计了一种0.18μm CMOS工艺的gps/bds双模可重构接收机射频前端,能在gps L1模式或bds B1模式下工作。通过频率自适应电路调整中频滤波器的时间常数,降低其频率不确定度;压控振荡器中加入4位开关电容阵列,以提高频率调谐范围和相位噪声性能;通过硬件复用的方式降低系统功耗。测试结果表明,在1.8 V电源电压下,功耗37.8 m W,电压增益为103 d B,gps L1和bds B1波段噪声系数均小于3.2 d B。

关键词：可重构低中频架构射频前端双模 gps/bds

卫星分群的抗差Kalman滤波在gps/bds融合精密单点定位中的应用

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中国惯性技术学报 2016年第6期24卷 769-774,779页

作者：王琰张传定胡小工宋叶志马绍龙唐成盼李冉解放军信息工程大学地理空间信息学院郑州450052 北京卫星导航中心北京100094 中科院上海天文台上海200030 南京陆军指挥学院军队指挥系南京210045

抗差Kalman滤波是控制GNSS动态导航定位中观测异常的有效算法,当应用到gps/bds实时动态精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)时,会出现某些历元定位精度甚至不如单一系统定位精度高,这主要是因为同一接收机接收的不同种类卫星... 详细信息

抗差Kalman滤波是控制GNSS动态导航定位中观测异常的有效算法,当应用到gps/bds实时动态精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)时,会出现某些历元定位精度甚至不如单一系统定位精度高,这主要是因为同一接收机接收的不同种类卫星观测量的随机特性不同,使得观测量验后残差的分布特性不一致,抗差估计时随机特性不同的观测量验后残差互比,反而对某一系统优质数据也进行了降权,导致定位结果出现偏差,减弱了gps/bds融合精密单点定位的优势。针对这一问题,提出了卫星分群的抗差Kalman滤波算法,并应用到gps/bds融合精密单点定位中,算法的核心是在每一历元观测数据质量控制时根据卫星类型分类构建方差膨胀因子,给出了算法的实施步骤,最后通过MGEX实测数据进行了验证,结果表明算法应用到gps/bds融合精密单点定位中,相较传统的抗差Kalman滤波算法在东、北、天三个方向分别提高了34.6%、33.3%、31.0%,同时表明该算法提高了gps/bds融合精密单点定位的可靠性。

关键词：抗差估计 Kalman滤波卫星分类定权 gps/bds 精密单点定位

历元间载波相位差分的gps/bds精密单点测速算法

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中国惯性技术学报 2020年第2期28卷 226-230页

作者：尹潇柴洪洲向明志苏明晓信息工程大学地理空间信息学院郑州450001 中国人民解放军96944部队北京100096

针对单系统历元间载波相位差分测速出现跳变的问题,提出一种顾及广播星历更新计算卫星钟差的方法。通过当前的历元信息判别卫星钟差的基准,进而消除因历元间基准变换引起的测速异常。在此基础上,分析GNSS系统间偏差对组合系统精密测速... 详细信息

针对单系统历元间载波相位差分测速出现跳变的问题,提出一种顾及广播星历更新计算卫星钟差的方法。通过当前的历元信息判别卫星钟差的基准,进而消除因历元间基准变换引起的测速异常。在此基础上,分析GNSS系统间偏差对组合系统精密测速的影响,发现系统间偏差对gps/bds精密测速的影响基本可以忽略。最后,利用MGEX测站和车载数据进行静态和动态试验,验证gps/bds组合测速的有效性。结果表明:动态测速时,gps、bds、gps/bds的3D均方根误差在0~10 mm/s范围内所占的比率分别约为61%、58%、83%,gps/bds组合测速精度和稳定性更优。

关键词：载波相位差分卫星钟跳变系统间偏差 gps/bds 单点测速

基于三维移动变形平台的gps/bds中长基线解算性能分析

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大地测量与地球动力学 2019年第9期39卷 934-941页

作者：徐炜余学祥贾雪严超王涛武汉大学测绘学院武汉市430079 安徽理工大学测绘学院安徽省淮南市232001 东南大学仪器科学与工程学院南京市210096 金寨县国土资源局安徽省六安市237300

针对中长基线解算测站间的大气误差无法通过双差完全消除、影响模糊度的固定与精度的问题,在得到宽巷模糊度后,利用Kalman滤波算法对 L 1、B 1 基频模糊度进行估计,并使用LAMBDA算法确定基频模糊度。以三维移动变形平台中长基线实测数... 详细信息

针对中长基线解算测站间的大气误差无法通过双差完全消除、影响模糊度的固定与精度的问题,在得到宽巷模糊度后,利用Kalman滤波算法对 L 1、B 1 基频模糊度进行估计,并使用LAMBDA算法确定基频模糊度。以三维移动变形平台中长基线实测数据为例,解算gps、bds、gps/bds系统3种模式下的数条中长基线。总体而言,gps/bds组合系统较单gps、bds系统精度有所提升,gps/bds组合系统各基线固定率、正确率优于82.08%、81.53%, X、Y、Z、 3D方向的精度可达15.4 mm、15.9 mm、20.1 mm、30.0 mm;20.8 km、 46.6 km基线三维移动变形中误差分别优于18.8 mm、22.5 mm,相对中误差分别优于 1/71.9、 1/60.1。

关键词： gps/bds 中长基线宽巷模糊度基频模糊度 Kalman滤波

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改进的gps/bds的RTK定位性能分析

测绘科学 2018年第9期43卷 122-128页

作者：王京杨松林张云龙罗晓燕杜岳北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044 北京市测绘设计研究院北京100044

针对多路径误差作为短基线GNSS定位的主要误差来源,不能在传统双差模型中有效消除的问题,该文基于小波分解和重构,提出了一种对伪距和载波相位观测值中多路径误差有效提取和剔除的算法,探讨剔除后gps/bds双系统的RTK定位精度和可靠性。... 详细信息

针对多路径误差作为短基线GNSS定位的主要误差来源,不能在传统双差模型中有效消除的问题,该文基于小波分解和重构,提出了一种对伪距和载波相位观测值中多路径误差有效提取和剔除的算法,探讨剔除后gps/bds双系统的RTK定位精度和可靠性。结果表明,伪距多路径误差和载波相位多路径误差量级分别为米级和厘米级,主要集中在低频滤波中,且提取后的残余随机噪声趋于稳定。此算法能较好地剔除和提取多路径误差,提高整周模糊度解算速度,达到理想的滤波效果,且通过迭代扩展的卡尔曼滤波处理后,坐标离散更小,X、Y、Z外符合精度均达到厘米级。

关键词： gps/bds 小波分解和重构多路径误差整周模糊度

gps/bds分类组合定位的指数加权Helmert方差分量估计法

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大地测量与地球动力学 2018年第7期38卷 684-688,694页

作者：刘天骏王坚韩厚增宁一鹏余航中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏省徐州市大学路1号221116 北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京市黄村镇永源路15号102616

针对北斗卫星导航系统(bds)星座结构复杂、不同类型卫星观测值残差差异较大的不利条件,将bds系统中IGSO、MEO、GEO 3种卫星的观测值进行分类定权,提出一种顾及历史权比的指数加权Helmert方差分量估计法来精确确定不同系统之间观测值的... 详细信息

针对北斗卫星导航系统(bds)星座结构复杂、不同类型卫星观测值残差差异较大的不利条件,将bds系统中IGSO、MEO、GEO 3种卫星的观测值进行分类定权,提出一种顾及历史权比的指数加权Helmert方差分量估计法来精确确定不同系统之间观测值的权阵。为了验证该方法在gps/bds组合定位中的有效性,采用单点定位模型分别进行静态和动态导航实验,并将其定位结果与等权模型以及不考虑指数加权的Helmert方差分量估计方法进行对比。结果表明,采用改进的加权方法,在东、北、天3个方向的定位精度均获得显著提高,在静态条件下,相对于等权模型,改进方法 3个方向的定位精度提高幅度分别达到50.0%、51.0%和42.0%;在动态条件下,定位精度提高幅度分别为10.0%、8.0%和9.0%。特别在卫星数量较少、卫星几何图形强度较差时,定位结果的改善效果更为明显。

关键词： Helmert方差分量估计指数加权组合定位精密定权 gps/bds

gps/bds组合系统伪距单点定位模型精度分析

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测绘科学 2014年第10期39卷 30-32,52页

作者：邹波李晓莉陶庭叶高飞合肥工业大学测绘工程系合肥230009

合理确定观测值权阵对于应用gps/bds组合系统提高单点定位的精度和稳定性十分重要。文章对gps/bds常用的几种定权模型等权模型、高度角随机模型、基于Helmert验后方差估计模型、顾及PDOP值的定权模型等进行了实验与分析。结果表明:基于H... 详细信息

合理确定观测值权阵对于应用gps/bds组合系统提高单点定位的精度和稳定性十分重要。文章对gps/bds常用的几种定权模型等权模型、高度角随机模型、基于Helmert验后方差估计模型、顾及PDOP值的定权模型等进行了实验与分析。结果表明:基于Helmert的定权方法精度最高,进一步对其观测值的分类根据高度角进行改进并利用PDOP值的选星思想后,模型精度再次提高。研究结果可以为提高gps/bds组合系统伪距单点定位的精度提供参考。

关键词： gps/bds 单点定位 Helmert方差分量估计高度角空间位置精度因子

信号易遮挡地区gps/bds双频单历元短基线解算精度分析

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大地测量与地球动力学 2018年第7期38卷 679-683页

作者：严超方新建刘扬徐炜杜文选王涛张广汉安徽理工大学测绘学院安徽理工大学地球与环境学院

信号易遮挡地区gps、bds单系统可见卫星个数少,无法达到相对定位的最低要求。讨论了gps/bds组合单历元基线解算模型,在多种模拟环境下将gps/bds联合解算结果与gps和bds单系统在可见卫星数、模糊度固定成功率、定位精度等方面进行对比分... 详细信息

信号易遮挡地区gps、bds单系统可见卫星个数少,无法达到相对定位的最低要求。讨论了gps/bds组合单历元基线解算模型,在多种模拟环境下将gps/bds联合解算结果与gps和bds单系统在可见卫星数、模糊度固定成功率、定位精度等方面进行对比分析。结果表明,相对于单系统单历元基线解算,gps/bds组合大大增加了可见卫星数,提高了模糊度固定成功率,并在极端的观测条件下有效地改善了定位精度,使信号易遮挡地区双频单历元基线解算精度可以达到cm级甚至mm级。

关键词：遮挡地区 gps/bds 双频单历元基线解算精度分析