北斗卫星系统（BDS）差分定位性能研究近几年随着全球卫星导航系统(GPS(美国)、GLONASS(俄罗斯)、Galileo(欧洲)、北斗卫星导航系统(BDS中国)及区域增强系统,例如QZSS(日本)及IRNSS(印度))的不断更新,播发信号质量提高以及全球卫星星座的改善,其定位技术也不断革新,我国着眼于国家安全和经济领域,极其重视北斗卫星导航系统的建设,全力研发具有独立知识产权的卫星导航系统。同别的卫星星座相比较,北斗卫星导航系统的建设目前正逐步的走向成熟,并计划于2020年实现从亚太地区区域性覆盖到全球覆盖,实现从第二代到第三代北斗系统的过渡。 北斗卫星系统是由同步地球高轨道卫星(GEO)、中圆地球轨道卫星(MEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)组成的混合星座,并且每颗卫星可播发三个频段的信号。北斗卫星系统在全球卫星导航系统中具有重要地位与独特优势,这使其拥有极高的研究价值,近几年随着国内外对北斗卫星系统研究的加深,其对定位精度的要求也愈来愈高,已经由传统的定位精度较低的单点定位方式逐渐发展到高精度差分定位方式,频段也从仅使用单频定位发展到多频组合定位,定位精度大幅提升,并且在民用化建设层面也在稳步推进中,国产北斗终端产品例如廉价导航定位芯片的市场份额日益增加。 目前国内的研究者对北斗多频差分定位解算中窄巷模糊度与卡尔曼滤波新息向量相结合的相关研究较少,并且在北斗廉价单频导航定位芯片的研究中,对基于网络基站的动态RTK定位性能的研究较少,因此本文在北斗中长基线的差分定位中给出一种将窄巷模糊度和卡尔曼滤波结合的历元挑选策略,并且基于网络基站对北斗廉价单频导航定位模块特别是对其动态RTK定位性能进行评估分析,具体工作内容如下:(1)基于北斗三频的独特优势并使用实测数据,研究其中长基
北斗三频差分定位关键算法研究与实现北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,不同于美国的GPS 系统和俄罗斯的GLONASS系统,北斗系统还是全球首个具备全星座播发三种频率卫星导航信号能力的卫星导航系统。多频观测值是未来全球卫星导航系统发展的趋势,多频观测值的出现不仅极大地增加了多余观测值,提高了卫星定位系统的稳定性和可靠性,同时更意味着可以形成更多性质优良的组合观测值,这些组合观测值一般都具有较长的波长,同时其电离层延迟及组合噪声较小,利用这些组合观测值可以显著提高导航定位的精度。 鉴于多频观测值的诸多优势,开展对北斗三频组合定位算法的研究有着十分重要的现实意义。本文重点研究了北斗三频观测值组合理论、基于三频观测值的三频周跳探测算法和三频模糊度解算算法以及基于奇异谱分析法的北斗恒星日滤波算法,主要研究工作如下:(1)从北斗系统观测方程出发,推导了三频组合观测值的观测方程及其各项误差的表达式,并分析了各项误差之间的关系,最后以波长、电离层延迟以及观测噪声为标准选取了最优整系数线性组合,结果表明:满足较长波长并且电离层延迟和观测噪声较小的组合观测值其系数之和等于零;(2)研究了两种基于三频观测值的周跳探测与修复方法:伪距相位组合法和无几何相位组合法。 介绍了两种方法的周跳探测原理,然后分析了两种周跳探测方法各自存在的局限性,并针对伪距相位组合法探测周跳时容易受到电离层延迟影响的不足,提出了一种新的顾及伪距组合系数的弱电离层周跳探测方法。首先在构造周跳检测量时通过设定伪距相位组合的电离层延迟系数阈值并以周跳估值的标准差最小为原则搜索得到具有最小电离层延迟系数的伪距相位组合系数,筛选出的伪距相
第一章 1.GPS的系统组成（包括一些关键参数）及各个部分的作用。(p3) 空间部分：GPS卫星作用： ①接收、存储导航电文②生成用于导航定位的信号（测距码、载波） ③发送用于导航定位的信号（采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文） ④接受地面指令，进行相应操作⑤其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。 地面控制部分：①监视卫星运行②确定GPS时间系统③跟踪并预报卫星星历和卫星钟状态④向每颗卫星数据存储器注入卫星导航数据 用户设备部分：接收机的主要功能： ①迅速捕获按一定卫星截止高度角所选择的待测卫星信号，并跟踪这些卫星； ②对所接收到的卫星信号进行变换、放大和处理，以便测定出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间；③解译出GPS卫星所发送的导航电文； 2.GPS现代化计划包括哪些内容。(p10) ①在GPS现代化第一阶段，发射12颗改进的GPS BLOCKⅡR型卫星，它们具有一些新的功能②在GPS现代化第二阶段，发射6颗GPS BLOCKⅡF型卫星③在GPS现代化计划的第三阶段，发射12颗改进的GPS BLOCKⅢ型卫星,在2003年完成代号为GPSⅢ的GPS完全现代化计划设计工作。 3.北斗卫星导航系统的定位原理。(p15) BD系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。 第二章 1.春分点的定义及其作用。(p19) 定义：太阳的视位置由南向北通过赤道的交点。作用：春分点和天球赤道面是建立坐标系的重要基准点和基准面。 2.岁差、章动和极移的区别。(p20、24) 岁差和章动指的是地球连同它的自转轴一起在空间转动，但地球和自转轴之间并未发生相对运动，只会影响恒星的赤经赤纬，不会影响地面测站的坐标。 极移是地球相对于自转轴的转动，但它并不影响地球自转轴在空间的指向，因而极移会使地面测站的坐标发生变化，不会影响恒星的天球坐标。 3.天球坐标系如何转换到地球坐标系。 4.时间测量的类型。 (1)相对时间测量（2）绝对时间测量 5.时间系统的类型及对应的空间参考点。 ①世界时系统1>恒星时:由春分点的周日视运动确定的时间2>平太阳时:以平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔3>世界时:以子夜零时起算的格林尼治平太阳时 ②原子时:以原子能级间的跃迁特征为基础 ③协调世界时:以原子时秒长为尺度，时刻上接近于世界时的一种折衷时间系统 ④GPS时间系统（GPST）：由GPS主控站的原子钟控制 第三章
《卫星导航系统》课程教学大纲 课程编号：04020130 学时：32 学分：2 开课学期：6 英文名称：Satellite Navigation Systems 课程性质：专业基础 开课专业：测控技术与仪器、探测制导与控制、自动化 一、课程目的和任务 现代卫星导航系统可以全天时、全天候和全球性地为陆地、海洋和空间运动载体提供高精度、连续、实时的位置、速度、时间、姿态等导航状态参数，是二十世纪发展起来的新兴学科，是继惯性导航系统成功应用于导航领域后的又一次重大技术突破，被誉为二十世纪导航技术史上的一次革命。 本课程以培养船舶工业和国防工业专业人才为目标，通过富有启发性的讲解，结合基础理论教学和实践教学，旨在让学生了解有关卫星导航的最新进展，培养卫星导航研究领域理论联系实际的高层次人才，向学生介绍系统全面的卫星导航原理、技术、系统应用和发展趋势。 本课程叙述卫星导航系统的发展历史、现状及现代化历程，阐述卫星导航、定位、授时的基本原理及其相关基础知识，包括导航坐标系、时间系统、卫星通讯技术和伪随机编码技术，介绍GPS、GLONASS、GALILEO以及我国的“北斗”卫星导航系统的基本原理、系统组成和信号体制，阐述卫星导航接收机技术、导航定位算法、误差分析、差分增强系统技术以及在船舶导航领域中的应用。通过课程学习，使学生全面了解卫星导航的基本原理、导航算法、误差分析和在船舶导航领域的应用，掌握与卫星导航有关的英文资料的阅读理解，熟悉接收机工作原理及卫星导航数据处理方法。 二、教学基本要求 1、让学生全面了解卫星导航的历史、现状和发展趋势； 2、让学生熟悉卫星导航接收机工作原理及其发展应用情况； 3、熟悉各种卫星导航定位算法，重点掌握单点、实时、伪距定位算法； 4、掌握卫星定位有关的专业英语词汇，能够阅读本专业的外文文献； 5、采用多媒体手段，让学生从多个层面了解卫星导航的基本知识； 6、要求学生通过查阅文献资料，独立完成原始数据的理解、分析和导航解算。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7d8586494.html, 北斗导航定位系统中的差分技术应用 作者：李俊炜 来源：《无线互联科技》2017年第03期 摘要：文章利用差分GPS相关原理，在此基础上进行分析，建立了适用于北斗导航定位系统的差分定位技术，解决了定位不准确的问题，这在一定程度上提高了北斗导航定位系统的定位精度。 关键词：北斗导航定位系统；差分技术；定位精度 1.北斗导航系统研究背景 2000年北斗导航卫星的发射成功标志着我国北斗导航卫星系统的初步建成，经过十几年 的发展我国北斗导航定位系统卫星数量逐渐增多，系统逐渐完善，极大地促进了我国国民经济事业和国防建设事业的发展需求，进一步提高了我国卫星导航定位技术。北斗导航卫星的发射成功标志着我国拥有了自主的卫星导航系统，也打破了美国、俄国在卫星导航领域中的垄断局面。 2.导航定位差分技术 当前GPS差分定位技术的应用已经较为成熟，其对应的原理：在固定的（站台）地点，通过测地获得其“精确位置数据”，再将该站台的“所测位置数据”进行传输，利用一个c/A码用户接收器来接收该数据信息，通过“所测位置数据”和“精确位置数据”的差异分析，就能得知“GPS定位误差修正量”。其次通过无线电发射机传播这些“定位误差修正量”，而区域内的其他c/A码用户的接收器正好接受，并将接收器的定位数据进行修正。“差分式GPs系统”的应用，使得c，A码用户接收器有了更精确的定位，是之前定位精度的10倍多。 GPS定位时有3部分误差，分别是：第一是用户接收机都存在的如卫星钟、星历、电离层、对流层等方面的误差；第二是传播延迟误差，这类误差是用户测量不成或者是校正模型计算不出的；第三是用户接收机自身存在的固有误差，表现在内部噪音、通道延迟、多径效应方面。差分技术的应用，完全消除了第一种误差，并将第二种误差消除掉大多数，这要由基准接收机与用户接收机之间的距离来决定，而对于第三种误差，差分技术则不起作用。由此可以看出差分技术的应用，能够很大的改善GPS中的定位功能。通过各用一台GPS基准接收机和用户接收机，以实时处理技术或者是事后处理技术，就能消除用户测量中的误差源，即电离层效应与对流层效应。 事实上，差分技术就是对1个测站进行2个目标的观测量和2个测站进行1个目标的观测量的差的求值，或者说是和1个测站进行一个目标的2次观测量的差的求值。最终的目的是将
全球四大卫星导航系统简介 一、美国的GPS系统： 美国的GPS系统，由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。 GPS的信号有两种C/A码，P码。 民用：C/A码的误差是29.3m到2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。美国在90代中期为了自身的安全考虑，在信号上加入了 SA(Selective Availability)，令接收机的误差增大，到100米左右。在2000年5月2日，SA取消，所以，咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。 军用：P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。但是P码只能美国军方使用，AS(Anti-Spoofing)，是在P码上加上的干扰信号。 二、中国的“北斗”卫星导航定位系统： “北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星，足足要比GPS多出11颗。按照规划，“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，采用“东方红”-3号卫星平台。30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成，27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上，轨道高度21500公里。“北斗”
卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位，测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米/秒。授权服务则是军事用途的马甲，将向授权用户提供更安全与更高精度的定位，测速，授时服务，外加继承自北斗试验系统的通信服务功能，精度可以达到重点地区水平10米，高程10米，其他大部分地区水平20米，高程20米；测速精度优于0.2米/秒。这和美国GPS的水平是差不多的。 另外，“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能，用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。通过“北斗”系统，用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。 在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后，会不会取代GPS呢？曹冲研究员的答案是否定的。“北斗二号”和GPS以后将形成竞争，对于普通消费者来说是一个好消息，另外，中国的“北斗二号”车载导航仪将兼容GPS，这样，使用者将非常方便。 三、俄罗斯的“格洛纳斯”卫星导航系统： 俄罗斯从前苏联时期的1976年就开始推进和美国GPS相抗衡的“格洛纳斯”系统，但随着20世纪90年代初期陷入经济危机，计划被迫中断，只运营了一半，也就是16颗卫星。格洛纳斯系统系统单点定位精度水平方向
北斗卫星导航系统伪距差分定位技术的分析 文章介绍了北斗卫星导航系统（BDS）的伪距差分定位模型。结合GPS的伪距差分定位模型对该模型进行了比较，并对北斗导航系统的整体情况进行了介绍和概述，对比计算基线结果的精度，结果表明北斗导航系统的伪距差分可以达到亚米级的精度，对BDS地基的加固施工提供了新方向；同时还讨论了BDS卫星可见数对伪距差分定位的影响，对以后的工作提供指导借鉴。 标签：北斗卫星导航系统；伪距差分定位；定位技术 Abstract：This paper introduces the pseudo-range differential positioning model of BeiDou satellite navigation system （BDS）. Based on the pseudo-range differential positioning model of GPS，the model is compared，the overall situation of BeiDou navigation system is introduced and summarized，and the accuracy of baseline results is compared. The results show that the pseudo-range difference of the BeiDou navigation system can reach the accuracy of sub-meter level，which provides a new direction for the construction of BDS foundation reinforcement，and the influence of the visible number of BDS satellites on the pseudo-range differential positioning is also discussed. Keywords：BeiDou satellite navigation system （BDS）；pseudo range differential positioning；positioning technology 1 概述 BDS即指北斗衛星导航系统，该系统是世界四大导航定位系统之一，同时还有美国GPS，俄罗斯GLONASS和欧盟伽利略系统。北斗卫星导航系统的发展非常迅速，到2012年完成了为亚太地区大部分地区提供定位、导航和短文通信服务功能服务，具有特色的短消息通信功能的特点。 现在，国内许多省市都积极推进北斗基础强化体系统的建设，以迎合相关行业和公众用户对亚米级和米级定位的增长需求。但目前的研究重点主要集中在利用载波进行精确计算，这需要计算整周的未知数，并且观测值的周跳数的影响有很多因素。对于精度要求不高、需要实时定位或快速定位的要求，GPS伪距差分定位早已可以达到此要求。本文研究了BDS伪距差分定位，探讨了BDS和GPS 时间系统分析与坐标系统的区别，和其对伪距差分定位的影响，两基线分别使用BDS和GPS来分析计算伪距差分，以此对比BDS和GPS伪距差异结果的区别。 2 北斗导航系统的概述 2.1 北斗导航系统的特点 （1）定位精度：通过设计，北斗2号的导航系统的定位精度相近于GPS的