期刊,全球定位系统 2024年卷6期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

全球定位系统

中国电波传播研究所

主办单位：中国电波传播研究所

主　　编：朱希夏

出版周期：双月刊

国际刊号：1008-9268

电子邮箱：qqdwxt@126.com

电　　话：0373-3712412/1

邮政编码：453003

地　　址：河南新乡138信箱3分箱

全球定位系统/Journal Gnss World of ChinaCSCD北大核心

查看更多>>本刊是目前我国卫星定位应用领域唯一的国内外公开发行的专业科技期刊。

正式出版

收录年代

一种提高模糊度解算成功率的新方法——优选拟合因子获取最大Ratio值

阳仁贵魏蒙恩

1-7页

查看更多>>摘要：模糊度整数解高效高成功率的固定算法是实现GNSS快速甚至实时精密定位的关键技术,而Ratio检验是判定最优模糊度整数解可靠性的技术指标之一.为提高模糊度解算的可靠性和成功率,本文在基于选权拟合法求解模糊度的基础上,提出了一种提高模糊度解算成功率的新策略,即利用优选选权拟合因子值来获取较大Ratio值,并选取最大的Ratio值对应的整数解为最可靠解.理论分析和实验结果显示,该方法虽然会影响计算效率,但能显著地提高模糊度整数解固定的可靠性和成功率,实现双频观测短基线单历元模糊度解算成功率 99.96%以上.新算法能促进精密的动态实时定位技术拓展应用.

关键词：

GNSS相位模糊度整数解成功率选权拟合因子Ratio值

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电力行业基于载噪比的卫星导航欺骗检测技术

田静谭论语张榆喻杨馨...

8-13页

查看更多>>摘要：由于民用导航信号公开,易遭受到恶意欺骗和干扰,一旦电力行业授时系统遭到欺骗,国家电力系统将难以正常运行.针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)面临恶意欺骗且现有反欺骗检测技术复杂度高难以广泛应用的现状,通过建立二元假设检验,提出了基于载噪比(carrier to noise ratio,CNR)的时间差分和星间差分欺骗检测方法.由于欺骗信号CNR普遍高于真实信号,故将卫星信号的CNR进行时间差分来判断是否发生异常突变,以此来检测大功率欺骗信号.另外,单一天线发射的欺骗信号CNR相同,而真实北斗卫星信号星间CNR存在差异,所以将不同卫星信号之间CNR差值检测是否存在同一欺骗源发射的欺骗信号.通过对实验平台采集的数据进行处理与分析,成功验证了基于CNR的时间差分和星间差分的欺骗检测算法.

关键词：

电力行业欺骗检测载噪比(CNR)差分北斗卫星导航系统(BDS)

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万方数据

北斗三号新频点绝对信号码偏差性能对比评估

李怡文赵子雯陈姬君梁亚茹...

14-24,83页

查看更多>>摘要：绝对信号偏差(observable-specific signal bias,OSB)作为一种新的码偏差类型,对提高北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)的定位精度具有重要意义.本文基于多模GNSS实验(Multi-GNSS Experiment,MGEX)测站北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)新频点组合B1C/B2a,对中国科学院(Chinese Academy of Sciences,CAS)、武汉大学(Wuhan University,WHU)发布的OSB产品的稳定性和定位性能进行分析.研究发现,CAS的OSB产品稳定性普遍优于WHU产品,并会对定位性能产生影响.使用CAS产品的精密单点定位(precise point positioning,PPP)实验,其伪距、载波残差均优于WHU产品,并且其定位精度也略优于WHU产品.并且使用OSB产品可以提升PPP收敛时间,能够更快速得到较高的定位精度,而且分析了OSB产品波动对定位性能的影响,发现CAS产品波动期间,其伪距、载波残差和定位性能均有下降.

关键词：

北斗三号(BDS-3)伪距定位精密单点定位(PPP)绝对信号偏差(OSB)性能评估

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万方数据

基于单颗卫星的星基量子定位系统及其增强系统设计

丛爽汪泳钦

25-35页

查看更多>>摘要：基于卫星的量子定位系统的成本昂贵,甚至标准的 6 颗卫星减少到 3 颗卫星的量子定位系统都是很难实现的.为了进一步减小所需要的卫星数量和量子定位系统的硬件成本,本文提出一种基于单颗卫星的星基量子定位系统及其增强系统,来进一步减小测距误差,提高定位精度.基于单颗卫星的星基量子定位系统先通过卫星对地面目标进行瞄准捕获跟踪,获得卫星与地面目标之间往返的到达时间差、地面目标相对于卫星的方位角和俯仰角,求解出地面目标在卫星星上俯仰坐标系下的位置坐标,再进行坐标转换,从卫星星上俯仰坐标系转换到地心惯性系得到地面目标位置坐标.在此基础上,分析了单颗卫星定位系统的卫星相关数据误差、测距链路延迟距离误差和地面接收端测量时间偏差,增强系统是通过在单颗卫星的星基量子定位系统的基础上,增加 1 个地面站,使得单颗卫星分别与地面站和地面目标建立各自的链路,测量2 条链路之间的到达时间差,减小测距链路误差带来的影响,最终使得环境等因素对定位系统带来的误差达到cm级.

关键词：

单颗卫星量子定位系统地面站定位误差测距链路

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万方数据

基于粒子滤波重采样的GNSS多路径修正方法

田宗正黄信陶昌鹏

36-46页

查看更多>>摘要：多路径是制约高精度卫星定位服务的重要因素之一,当前多路径模型中未能有效顾及噪声分布与处理时效性等问题.本文提出了一种基于粒子滤波重采样的GNSS伪距多路径修正方法.首先,利用原始伪距多路径序列构建粒子滤波初始化阶段状态空间模型;其次,顾及粒子更新过程噪声传递并预测下一时刻粒子群及其权重分布;最后,基于顾及卫星高度角的重采样技术更新多路径粒子,加权并滑动输出单历元多路径延迟量.通过MGEX静态观测数据分析表明,本文提出的GNSS多路径修正方法分别可实现北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)、GPS、GLONASS与Galileo伪距多路径标准差(standard deviation,STD)降低59.2%、58%、61.7%与 59.8%;精密单点定位(precise point positioning,PPP)精度在E、N与U方向分别提升了 10.68%、11.95%与 26.13%;动态定位精度在E、N与U方向分别提升了 5.9%、1.1%与53.4%.因此,本文提出的修正方法在处理GNSS多路径对位置服务性能提升具有一定意义,并且对完善数据预处理模型具有重要作用.

关键词：

GNSS多路径效应粒子滤波重采样观测噪声

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基于RINEX4.0广播ERP参数的BDS星历误差实时补偿方法

张岩周康袁勇强

47-54页

查看更多>>摘要：地球自转参数(earth rotation parameters,ERP)不仅对于地球参考框架的维持至关重要,而且对于卫星的精密轨道确定也具有重要意义.2021 年 12 月,国际GNSS服务组织(International GNSS Service,IGS)发布了接收机独立交换(Receiver Independent Exchange,RINEX)4.00 协议,首次在广播星历中包含了ERP参数.本文利用RINEX4.00 格式的广播ERP,对星历误差进行补偿,提取 2022-2023 年的广播星历文件中的ERP数据记录,评估了GPS和北斗三号全球卫星导航系统(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)广播ERP的精度.针对重复和异常ERP提出了一种行之有效的数据编辑方法,并且采用IERS C04 产品作为参考基准评估GPS和BDS-3 广播ERP的精度:GPS广播ERP极移参数xp、yp与日长变化参数∆UT1相对于C04 差值的均方根(root mean square,RMS)分别为 2.309 mAs、1.433 mAs和 0.303 ms,而BDS-3 的广播ERP相对于C04 差值的RMS分别为 2.769 mAs、1.748 mAs和 0.372 ms,后者与前者相比 3 个参数的差值RMS增大19.9%、22.0%、22.8%,精度较低.在此基础上,本文研究了广播ERP误差与轨道旋转参数的相关性,并且设计了一种利用GPS广播ERP的BDS-3 星历误差实时补偿方案.实验表明,该方案能够达到最终解C04 产品补偿效果的 40%～60%.

关键词：

地球自转参数(ERP)广播星历精密星历星历误差精密定轨

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万方数据

UWB/MEMS IMU紧组合自适应抗差卡尔曼滤波定位算法研究

王生亮肖恭伟高铭张宝成...

55-65页

查看更多>>摘要：针对超宽带(ultra wide band,UWB)和微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)紧组合滤波系统中,UWB测距信号存在较大的非视距(non line of sight,NLOS)误差及滤波系统异常,易造成噪声参数与真实噪声的概率分布严重不符,导致整个滤波系统发散甚至崩溃,严重影响紧组合系统性能的问题.提出UWB/MEMS IMU紧组合自适应扩展卡尔曼滤波算法(adaptive restimation extended Kalman filtering,AREKF),充分发挥惯性导航系统(inertial navigation system,INS)短时高精度特性,对UWB观测值进行异常探测,利用新息序列对观测噪声和预测状态误差协方差矩阵进行自适应调节,降低异常观测或NLOS误差的影响,有效防止滤波器过度收敛、发散、崩溃现象.动态行人实验结果表明,UWB/MEMS IMU紧组合AREKF方法N和E方向均方根(root mean square,RMS)优于 0.3 m,U方向RMS优于1.3 m,较UWB加权最小二乘法(weighted least squares,WLS)、UWB扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)、UWB/MEMS IMU松组合EKF和UWB/MEMS IMU紧组合EKF有效提升了定位系统的精度、稳定性和可靠性.

关键词：

室内定位自适应扩展卡尔曼滤波(AREKF)超宽带(UWB)惯性测量单元(IMU)非视距(NLOS)误差紧组合

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基于闭合差校正的PDR定位轨迹优化方法研究

张帅李召洋王进燕陈建广...

66-71页

查看更多>>摘要：针对目前行人航位推算(pedestrian dead reckoning,PDR)定位过程中存在累积误差,导致PDR定位轨迹存在较大偏移的问题,提出了一种基于闭合差校正的PDR定位轨迹优化方法,该方法利用PDR轨迹的闭合差对每一步的定位结果进行校正,从而整体优化PDR定位的轨迹,提高定位精度.实验结果表明,基于闭合差校正的PDR定位轨迹整体上更接近实际轨迹,校正后的PDR平均定位误差减少 0.283 4 m,在 1m以内的累积误差概率相较于校正之前提高了22%,有效提高了PDR定位精度,定位轨迹得到进一步优化.

关键词：

室内定位行人航位推算闭合差累积误差校正

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卫星导航干扰源无人机定位观测路径规划方法

姚胤博许睿徐悦刘睿...

72-83页

查看更多>>摘要：本文面向单无人机干扰源搜寻系统中观测点配置需求,针对干扰源位置未知、测角设备存在盲区以及精度因子(dilution of precision,DOP)计算复杂问题,比较了不同DOP与误差分布的吻合性,提出合适的观测点配置方法辅助完成干扰源搜寻的工作.交叉定位中观测点与干扰源的相对分布对定位结果存在影响,因此引入DOP来描述分布的优劣.将合适的DOP作为规划指标,提出定步长方法、不定步方法、均匀方法提供监测观测点配置,对不同初始点分布时各方法的配置效果做出比较.并针对上述 3 种方法的缺陷提出改进的配置算法,均通过仿真实验进行验证.所提出的改进配置方法符合单无人机监测过程中顺序增加观测点的实际情况,即使在初始角度分布极差时也可达到与理想精度较为接近的精度,可满足监测定位工作的需求.

关键词：

干扰源定位精度因子(DOP)路径规划到达角方向定位观测点配置

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基于部分模糊度固定的GNSS高精度定位方法及地灾监测应用

李鹏程师芸束远明董伟龙...

84-88页

查看更多>>摘要：针对GNSS在地质灾害监测过程中容易受到外界环境干扰、观测值质量较低的问题,采用依据卫星高度角选择模糊度子集的方式实现部分模糊度固定(partial ambiguity resolution,PAR)算法,使用快速静态模式对地灾监测数据进行处理,并与全模糊度固定(full ambiguity resolution,FAR)算法对比,从不同时长解算的时效性、模糊度固定率、Ratio等方面进行分析.结果表明,部分模糊度固定能有效改善固定率,提高Ratio值.两种固定策略的解算结果在精度上十分接近,并在水平方向精度都优于 5 mm,垂直方向精度优于 10 mm.部分模糊度固定能有效提高GNSS技术在地质灾害监测领域的可用性.

关键词：

GNSS部分模糊度固定定位精度时效性地灾监测

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