顾及高程差异的网络差分对流层误差内插模型

在GPS网络差分定位技术中,用户站与参考站间的高程差异会引起对流层误差改正数中存在系统性偏差,造成对流层改正精度降低,影响用户定位的效果。在常规两维线性组合模型的基础上,考虑高程因素影响,利用三维位置信息对内插模型参数进行约束,将对流程延迟改正数分为距离相关和高程相关两部分,通过卡尔曼滤波器分别估计,提出了一种能修正高程偏差的对流层三维线性组合模型。以重庆连续运行参考站系统中5个站作为研究对象,实验验证结果表明,在地形起伏较大的地区,三维线性组合模型可将对流层改正精度从20～40 cm提高到5～6 cm,相对于常规方法提高了4～6倍,消除了网络差分定位中高程差引起的对流层改正系统偏差。     

Galileo/GPS组合接收机载波相位定位方法

鉴于载波相位观测量可提供高精度定位信息的特点，采用扩展卡尔曼滤波和载波相位组合观测值相结合的方法，提出了一种适合Galileo／GPS组合接收机的载波相位定位方法。通过扩展卡尔曼滤波给出精确的载波相位不足整周的相位值，并且在模糊度保持为整数的前提下，根据一定的组合标准论述了具有相应特性的组合观测值，给出一些典型的组合，通过这些组合后的观测值可以容易地解算整周模糊度。最后对结果进行了分析。     

基于伪距宽巷组合的GPS模糊度固定方法

中长基线模糊度快速解算是GPS网络差分技术的核心内容。根据网络差分模糊度固定只用于基线解算而不用于定位的特点,通过对常用GPS原始观测数据组合方式的分析,提出伪距宽相组合的数据处理方法,有效消除了电离层、对流层传播误差,形成抗差性强、大气误差自由的GPS组合观测值;在此基础上引入双差伪距宽相组合进行模糊度浮点解并建立法方程,应用高度角与大气误差的关系构造权阵,对常规LAMBDA算法进行了改进,形成一种适合GPS网络差分的中长基线模糊度解算方法。对三个参考站同步观测数据的实际测试结果表明：使用该方法网络模糊度解算时间小于300s,基线长超过60km,并满足闭合性原则。     

VRS网络差分系统数据通讯结构设计

为了满足虚拟参考站（VRS）网络差分系统数据传输高可靠、低时延的要求,解决多参考站、多移动站网络通讯带来的软件结构复杂性,提出采用虚拟专用网（VPN）及通用无线分组业务（GPRS）／互联网（Internet）无缝链接技术构建通讯链路,用自适配通信环境（ACE）设计可跨平台、复用性强的网络传输软件框架,基于通过互联网传送差分信息协议（Ntrip）组织规范差分数据传输格式。实验测试表明,该网络差分系统数据传输稳定可靠,延时在2s以内,实时定位精度达到了厘米级。     

载波相位时间差分辅助的SINS/GNSS紧组合导航方法

为提升无基准站辅助条件下的单站微惯性/卫星组合实时导航性能,提出了一种基于载波相位时间差分的改进微惯性/卫星紧组合导航方法。所提方法直接利用高精度的载波相位时间差分观测信息改善微惯性导航误差的在线补偿精度。分析比较了两种载波相位时间差分观测模型对组合导航精度的影响,通过抗差序贯卡尔曼滤波建立抵御GNSS观测粗差的紧组合滤波模型。城市内车载试验结果表明,相对于传统紧组合导航方法,所提算法能够有效提升定位、定速和定姿精度达29%、21%和42%。另外,相对较长GNSS中断(60 s)条件下,所提算法能够显著提升滑行位置、速度和姿态精度达46%、40%和51%。     

北斗站间单差载波相位差分定位方法

针对传统基于站间-星间双差载波相位差分存在放大观测量随机误差,使得卫星间存在耦合,导致参考星变换时产生整周跳跃的问题,提出一种基于站间单差模型的精密定位算法,通过站间单差消除大气延迟、卫星端等偏差,保持了卫星间观测量的独立性,并结合双钟差模型以保持载波相位的整周特性。通过北斗实测车载实验进行了验证,测试结果表明,基于改进的单差模型定位精度达到厘米级,模糊度固定率达到90%以上。     

伪距/伪距率/双差分载波相位组合导航方法

为了提高组合导航的精度,提出了一种伪距/伪距率/双差分载波相位组合导航方法。通过构造双差分载波相位观测量,以消除组合导航中若干误差源,避免整周模糊度的求解。为了避免组合后误差积累发散,引入伪距/伪距率信息,设计了一种新的滤波器。该滤波器能发挥载波相位高精度和伪距/伪距率包含绝对信息的优势。最后利用GPS实测数据和仿真惯性导航数据进行组合导航试验。试验中对比了伪距组合、双差分载波相位组合等常见组合导航方法。两小时试验结果表明,提出的组合导航方法比传统伪距组合方法的平均水平定位精度高61.13%,方法可行。     

一种多频多系统周跳探测与修复方法

为满足多频多系统精密单点定位（PPP）数据预处理的实际需求,提出了一种周跳探测与修复方法。针对多频多系统PPP数据处理中各卫星的信号数量不同,利用最小二乘模糊度降相关平差（LAMBDA）原理构建模糊度组合。通过仅使用相位观测值估计的倾斜电子总量（STEC）探测不敏感周跳和漏判周跳。对于周跳修复,将伪距和载波相位的观测值在历元间作差求得周跳的浮点解和协方差阵,然后应用LAMBDA算法搜索周跳整数解并进行修复。通过静态、动态以及磁暴环境下周跳探测和修复实验,验证了所提方法的有效性,多频条件下周跳修复的正确率达到100%。     

综合电离层残差和超宽巷探测和修复北斗周跳

周跳的探测与修复对于GNSS高精度定位来说至关重要。随着精密单点定位应用日益广泛,高效、可靠的非差数据周跳探测与修复方法必不可少。为了提高非差数据周跳探测的可靠性,根据北斗多频载波相位观测值的组合特性提出了一种新的非差数据周跳探测方法。该方法联合电离层残差法与Moulborne-Wuebbena超宽巷模糊度观测值(M-W)联合建立方程组,解算每个频率观测值的周跳,从而实现周跳的探测和修复。实验数据处理结果表明,这种组合方法可以探测不同的周跳,包括50周大小的大周跳、1大小周的小周跳、同时产生的两个频率的周跳以及连续周跳,并能够准确进行修复。本方法适用于静态定位与动态定位,为快速准确地探测与修复非差数据的周跳提供了新的思路。     

北斗广域差分信息与CNES实时改正信息的性能评估对比

北斗系统和法国宇航中心(CNES)均提供了支持北斗系统实时高精度定位的改正参数。针对服务区内用户对不同来源参数的选择问题,对比分析了CNES提供的CLK93实时数据流中的改正信息和北斗广域差分(BDSWADS)参数的可用性,并采用服务区内监测站数据进行定位解算,对两套改正参数的改正效果进行评估。北斗广域差分信息中的轨道和钟差改正数在连续性和可用性方面优于CNES实时数据流,但CLK93数据流中IGSO/MEO卫星改正数据更加完整。定位结果显示,对于B1B2伪距消电离层组合单点定位,用户可优先选择北斗广域差分参数。加入BDS WADS参数后,服务区内用户定位精度在水平和高程方向分别得到17.1%和17.2%的提升。在无可用分区综合改正数情况下,用户可选择CNES改正信息,获得北斗单系统静态厘米级,动态分米级定位结果。对于分区综合改正数服务覆盖范围内的用户,利用BDS WADS分区综合改正数可实现比CNES改正信息略高的精密定位精度。