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导航定位学报/Journal Journal of Navigation and PositioningCSCDCSTPCD北大核心
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    GNSS卫星轨道机动探测技术进展

    黄观文王媛媛龙正鑫秦志伟...
    1-12页
    查看更多>>摘要：针对轨道机动探测是各种空间任务的共性关键技术,是全球卫星导航系统(GNSS)精密定轨定位数据处理的首要工作,在卫星导航领域具有重要的研究意义,尤其是中国多星座构型的北斗卫星导航系统,轨道机动频繁,影响更为严重的现状,研究分析全球卫星导航系统(GNSS)卫星轨道机动探测技术的进展:概述轨道机动的概念、机动方式和机动时间;归纳整理目前GNSS卫星轨道机动探测中常用的技术方法,包括基于卫星轨道的探测方法、基于卫星广播星历的探测方法以及基于观测值的探测方法;总结各类卫星轨道机动探测方法的特点,并统计分析GNSS卫星的轨道机动频次与时段,指出随着GNSS卫星轨道机动探测方法的不断完善,实时及事后卫星轨道机动探测问题都得到了显著改善,促进了GNSS服务性能的进一步提升;最后,总结现有轨道机动探测方法的优势与局限性,展望GNSS轨道机动卫星数据处理中尚须进一步解决的重要问题.

    全球卫星导航系统(GNSS)轨道机动探测轨道互差广播星历伪距/载波相位

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    星基并置轨道配置对地球自转参数解算的影响

    陈子超李星星张柯柯张伟...
    13-22页
    查看更多>>摘要：为了进一步研究全球卫星导航系统(GNSS)和卫星激光测距(SLR)低轨卫星(LEO)星基并置对于地球自转参数(ERP)解算的贡献,综合评估星基并置轨道配置和空间连接误差对地球自转参数解算的影响:通过仿真实验,联合地面全球定位系统(GPS)、低轨卫星星载GPS,以及低轨卫星激光测距观测数据,分析低轨卫星轨道配置、空间连接误差对地球自转参数解算精度的影响.结果表明,ERP的估计精度受低轨星基并置站的轨道高度和倾角影响较为明显;相比于低轨道、低倾角卫星,高轨道、高倾角卫星对于极移参数的解算精度提升效果更为显著,这主要是得益于该轨道配置可提供更多的SLR观测数据;此外,空间连接误差分析结果表明,ERP对于低轨卫星SLR棱镜质心改正的误差更加敏感,特别是在Z向,2 cm的Z向SLR棱镜质心改正误差可使得极移X分量和Y分量的估计精度分别下降24％和14％.

    低轨卫星(LEO)星基并置站地球自转参数(ERP)轨道配置空间连接误差

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    复杂环境GNSS实时亚厘米级监测算法设计及性能分析

    邓文昊张小红吴明魁刘万科...
    23-31页
    查看更多>>摘要：针对复杂监测场景下,由于卫星信号遮挡严重、多路径效应强、粗差和周跳频繁而造成观测数据质量差,严重影响全球卫星导航系统(GNSS)实时监测的精度、可靠性和可用性的问题,提出一种复杂环境下的GNSS实时亚厘米级监测算法:综合利用监测体的变化特征,从观测数据质量控制、滤波过程噪声自适应调节、GNSS解算短时中断后快速恢复等方面着手,设计一套适用于复杂环境的GNSS地质灾害实时高精度监测数据处理算法;并采用实测与仿真短基线数据评估算法性能.结果表明,在复杂观测场景下,提出的复杂环境GNSS监测算法能够实现实时亚厘米级定位精度,有效解决GNSS解算短时中断后的快速恢复问题,并能准确识别监测体的快速形变.

    全球导航卫星系统(GNSS)地质灾害监测实时动态(RTK)定位复杂环境卡尔曼滤波模糊度固定

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    香港地区非差非组合PPP-RTK定位性能评估

    钟海林张宝成高睿
    32-41页
    查看更多>>摘要：为探究非差非组合(UDUC)PPP-RTK模型定位性能,基于香港连续运行参考网(CORS)数据进行分析研究.首先采用服务端PPP-RTK模型处理参考网观测数据,得到对应区域的卫星、大气产品;随后用户站基于网端产品进行解算,得到各历元的位置结果;最后将PPP-RTK解算结果与单基线电离层加权(IW)RTK模型和电离层浮点(IF)RTK模型处理结果进行比较分析.结果表明,在大气产品约束下,PPP-RTK模型的单历元解算结果能达到99％以上的模糊度固定成功率,固定解的平面精度、垂直精度分别优于1、4 cm;多历元解算(静态仿动态)在任意时间均能实现首历元固定模糊度,固定解的平面精度、垂直精度分别优于1、2 cm.在没有大气约束的条件下,PPP-RTK静态仿动态解算在2～5 min内实现模糊度首次固定.经过比较,UDUC PPP-RTK在定位精度、模糊度固定成功率、模糊度固定速度面均远优于单基线IW RTK和IF RTK模型,可实现全天候、可靠的、实时动态的高精度绝对定位,在国防建设、交通运输、精密农业等领域具有更加广泛的应用前景.

    非差非组合精密单点定位(PPP)-实时动态差分定位(RTK)北斗卫星导航(区域)系统即北斗二号(BDS-2)电离层加权

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    削弱磁暴对PPP影响的周跳探测阈值模型

    雷东虎李厚朴罗小敏边少锋...
    42-52页
    查看更多>>摘要：为了减少磁暴环境下全球卫星导航系统(GNSS)载波相位观测值的周跳误探率,从而提高GNSS精密单点定位(PPP)性能,提出一种可削弱磁暴对PPP影响的周跳探测阈值模型:利用不同磁暴强度下15个磁暴日的国际GNSS服务组织(IGS)站总计3524组观测数据构建顾及电离层扰动指数(ROTI)的周跳探测阈值模型,简称ROTI_CSTM;并通过采用强磁暴、中磁暴、弱磁暴下全球158个IGS跟踪站观测数据对ROTI_CSTM模型进行PPP实验验证.结果表明,相比于常用的图尔博·埃迪特(TurboEdit)周跳探测阈值,采用ROTI_CSTM的全球定位系统(GPS)PPP在弱磁暴、中磁暴、强磁暴环境下的水平方向定位精度可分别提高16.98％、17.06％和52.44％,在高程方向的定位精度可分别提高25％、16.39％和59.43％;相比于甘普(GAMP)软件的阈值模型,在弱磁暴、中磁暴、强磁暴环境下的水平方向定位精度可分别提高4.04％、11.40％和20.90％,在高程方向的定位精度可分别提高5.37％、7.75％和26.23％.

    全球卫星导航系统(GNSS)磁暴精密单点定位(PPP)电离层扰动指数(ROTI)周跳探测阈值模型

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    改进BIC的GNSS站坐标时序有色噪声特性分析

    鲁铁定罗新赣孙喜文
    53-61页
    查看更多>>摘要：为了有效解决传统的极大似然估计方法存在的未知数多导致结果不准确的问题,提出一种改进BIC的GNSS站坐标时序有色噪声特性分析方法:选取全球范围内100个基准站2008—2022年坐标时序及仿真的100组坐标时序,采用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、改进的贝叶斯信息准则(BIC_tp)对不同有色噪声模型进行噪声特性分析,获取基准站坐标序列的最优噪声模型及速度参数;探讨BIC_tp对噪声模型及速度估计的影响.结果表明,基准站坐标序列噪声模型呈现出多样性特征,在北(N)和东(E)方向主要表现为闪烁噪声+白噪声(FNWN)模型,天顶(U)方向主要表现为幂律噪声+白噪声(PLWN)模型;相比于AIC和BIC噪声模型估计准则,BIC_tp方法对有色噪声模型估计具有较高的准确性,尤其是闪烁噪声+随机游走噪声(RW)+白噪声(FNRWWN)模型对全球卫星导航系统(GNSS)站速度不确定度的影响在N与E方向远大于U方向;正确获取模型参数估计的实际不确定度及改正噪声分量对于合理应用GNSS坐标时间序列数据具有重要意义.

    赤池信息准则(AIC)贝叶斯信息准则(BIC)改进的贝叶斯信息准则(BIC_tp)噪声模型估计全球卫星导航系统(GNSS)坐标时间序列

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    附加速度与基线长约束的海上基线网平差

    李忱汉甄杰薛树强杨文东...
    62-69页
    查看更多>>摘要：为削弱全球卫星导航系统(GNSS)测量误差对海底控制点测量的影响,对GNSS基线解算后的数据进行后处理,并根据海上作业环境提出一种基于速度和基线长等先验信息的约束卡尔曼滤波(KF)方法:充分利用海上多天线的观测模式,将接收机间的速度与距离关系作为约束引入到模型当中,以提高状态估计的精度;然后对GNSS差分定位中基线解算之后的数据进行网平差;最后与最小二乘法和传统卡尔曼滤波进行比较.实验结果证明,与前2种方法相比,提出方法的观测噪声平滑能力更为突出,所选3条基线的基线长偏差的标准差和均方根较RTKLIB软件动态基线解算后的数据分别下降了27％、48％和67％以上;由于水声换能器的三维坐标由GNSS天线坐标转化而来,所以网平差后的GNSS坐标能够提供更加精确的水声换能器坐标,进而提高海底控制点的量测精度.

    海底控制点全球卫星导航系统(GNSS)测量误差速度约束基线长约束卡尔曼滤波

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    GNSS不同区域站网分布对极移精度的影响分析

    方欣颀范磊李宗楠施闯...
    70-78页
    查看更多>>摘要：针对利用中国区域全球卫星导航系统(GNSS)站网求解极移参数存在Y分量精度显著低于X分量的问题,提出利用姿态测量几何分析方法分析GNSS不同区域站网分布对极移精度的影响:利用9个不同区域站网求解极移参数探究站网区域分布的影响;并以国际地球自转服务组织(IERS)产品为基准评估精度.结果表明,当区域站网的平均子午面与0°子午面的夹角小于45°时,X分量差异的标准差通常大于Y分量;夹角大于45°时,Y分量差异标准差通常大于X分量.为最小代价地进一步提升Y分量精度,通过在中国区域站网基础上引入全球不同位置的单个测站,评估精度提升比例.结果表明,在非洲东南部和澳大利亚地区引入单个测站将Y分量均值平均减小了80％,标准差减小了50％,较全球其他地区测站的提升效果更明显;新增美洲地区测站时存在测量奇点,易造成法方程的矩阵奇异,这是由于美洲测站、国内测站地心矢量及地球自转轴共面,从而削弱了方程结构.

    极移参数姿态测量几何分析全球卫星导航系统(GNSS)不同区域站网

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    融合迭代平均滤波的RSSI室内定位算法

    潘兴驰闫文林
    79-85,93页
    查看更多>>摘要：针对室内定位中,受无线通信距离和环境的影响,紫蜂(ZigBee)观测信号的随机噪声较为显著,导致定位结果的精度和稳定性较弱的问题,提出一种融合迭代平均滤波的RSSI室内定位算法:在数据采集过程中,采用高斯滤波对观测信号进行预处理,并根据接收信号强度指数测距理论建立起路径损耗模型,由此估算出信号接收节点到广播信标节点间的距离;然后,在定位解算过程中,在线性最小二乘算法的基础上融合迭代平均滤波算法,以抑制随机误差对定位结果的影响;最后,采用自研的CC2530 ZigBee模组对算法的可行性和稳定性进行实验验证.结果表明,等权最小二乘算法的点位精度约为0.64 m,距离定权后,最小二乘算法的精度提升到0.52 m;用等权最小二乘算法融合迭代平均滤波,精度也能达到0.5 m左右,与距离定权最小二乘的精度相当;同时,融合距离定权和迭代平均滤波2种方法的点位精度可以提高到0.35 m左右.

    紫蜂(ZigBee)迭代平均滤波室内定位算法信号强度加权最小二乘

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    BDS-3 PPP-B2b实时精密时间同步方法探讨

    周志行郭庆功楚鹰军曹骏...
    86-93页
    查看更多>>摘要：针对传统实时精密单点定位(PPP)时间同步方法需要连接互联网,以及对北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)精密单点定位服务信号(PPP-B2b)用于长基线实时时间同步的研究较少的问题,提出一种将PPP-B2b信号用于PPP时间同步的实时时间同步方法:将高精度铷原子钟作为全球卫星导航系统(GNSS)接收机外频标输入,通过GNSS接收机实时接收PPP-B2b改正数,解算接收机钟差并实时调整铷原子钟,输出与时间基准同步的秒脉冲(1PPS)信号,较之传统GNSS接收机输出1PPS有更佳的频率稳定性;设计PPP-B2b时间同步硬件测试平台对提出的PPP-B2b时间同步方法进行测试.结果表明,通过PPP-B2b时间同步方法进行时间传递的精度优于0.2 ns;短基线实测实时时间同步精度优于0.95 ns;卫星模拟器仿短基线精度优于0.87 ns,仿长基线精度优于0.9 ns.

    北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)精密单点定位(PPP)精密单点定位服务信号实时时间同步全球卫星导航系统(GNSS)

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