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GPS-BDS-GLONASS组合定位研究目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究目的和意义 (3)1.3 国内外研究现状 (5)1.3.1 GNSS单一系统定位国内研究现状 (5)1.3.2 GNSS双系统组合定位研究现状 (5)1.3.3 GNSS多系统组合定位研究现状 (6)1.4 论文研究的主要内容 (7)第二章GPS测量相关理论 (8)2.1 GPS测量原理 (8)2.1.1 伪距测量原理 (8)2.1.2 载波相位测量原理 (9)2.2 相关误差修正 (9)2.2.1 与卫星有关的误差 (10)2.2.2 与信号传播有关的误差 (11)2.2.3 与接收机有关的误差 (13)2.3 本章小结 (15)第三章GNSS组合定位相关算法 (16)3.1 引言 (16)3.2 组合定位的函数模型 (16)3.3 组合定位的随机模型 (18)3.4 时空基准的转换 (18)3.4.1 时间系统的介绍 (18)3.4.2 时间系统的转换 (19)3.4.3 坐标系统的介绍 (19)3.4.4 坐标系统的转换 (20)3.5 周跳探测 (21)3.5.1 周跳的定义 (21)3.5.2 周跳产生的原因 (21)3.5.3 周跳探测的思路 (22)3.6 模糊度解算 (22)iv万方数据3.7 参数估计算法 (23)3.7.1 标准卡尔曼滤波算法 (23)3.7.2 扩展卡尔曼滤波算法 (25)3.8 本章小节 (26)第四章数据质量分析及控制 (27)4.1 数据质量分析 (27)4.1.1 多路径误差 (27)4.1.2 信噪比 (33)4.2 周跳探测方法 (34)4.2.1 电离层残差法 (34)4.2.2 M-W组合法 (37)4.3 本章小结 (39)第五章组合定位试验分析 (40)5.1 试验准备 (40)5.1.1数据来源 (40)5.1.2试验方案 (40)5.2 组合定位试验分析 (41)5.2.1基于卫星状态的精度对比分析 (41)5.2.2基于不同卫星高度角的定位精度对比分析 (48) 5.3 本章小结 (52)结论与展望 (54)结论 (54)未来工作展望 (55)参考文献 (56)致谢 (61)v万方数据第一章绪论第一章绪论1.1 研究背景卫星导航定位是指通过全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）来精确的测定地球上任何一点的位置和时间的方法。
GPS高程转换联合模型的方差分量估计孙坚强;王乐洋;吴璐璐【摘要】GPS高程转换精度主要由2个方面影响,一是传统方法将求解转换参数和变换待求点的高程异常值分成2步计算,且在第2步计算时忽略了高程异常待求点的坐标误差.二是由于随机模型不准确的原因导致GPS高程转换精度降低.为解决以上2个问题,基于二次多项式曲面拟合模型,采用GPS高程转换联合模型的方差分量估计方法对其进行解算.实验表明,给出的方法具有可行性且能够提高转换精度.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2018(036)004【总页数】5页(P658-661,671)【关键词】GPS高程转换精度;二次多项式曲面拟合模型;GPS高程转换联合模型;方差分量估计【作者】孙坚强;王乐洋;吴璐璐【作者单位】东华理工大学测绘工程学院,330013,南昌;流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室,330013,南昌;江西省数字国土重点实验室,330013,南昌;东华理工大学测绘工程学院,330013,南昌;流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室,330013,南昌;江西省数字国土重点实验室,330013,南昌;江西水利职业学院建筑工程系,330013,南昌【正文语种】中文【中图分类】P228.40 引言GPS由于其操作简单、高效、全天时、高精度等特性在测量领域得到广泛应用。
但是由于我国高程系统通常采用的是正常高，导致GPS获得的大地高不能直接被实际工程采用。
因此如何将大地高准确的转换为正常高以体现GPS技术的优势一直是测绘领域所研究的重点问题。
求取高程异常的方法有很多，例如：神经网络[1]、地球重力场模型[2]、数学模型优化方法[3]、GPS高程拟合方法等。
GPS高程拟合方法的基本原理是已知测区已测点的正常高和大地高以及点位的相应坐标，根据计算得到的高程异常值和点位的坐标，通过数值拟合的方式模拟该区域的似大地水准面从而内插或外推出待定点的高程异常值。
GNSS多系统组合PPP解算方法与成果分析苗维凯;陈旭升;刘洋洋【摘要】研究GPS、GLONASS和BDS三系统组合精密单点定位(PPP),包括函数模型、对流层延迟参数和差分码偏差(DCB)参数的解算方法.利用C++语言编制3系统组合PPP程序,分析MEGX网12个连续跟踪站1周观测数据,结果表明,无电离层组合模型和非组合模型的收敛速度和定位精度相当,同一测站在不同时间的收敛速度无明显差异,但非组合模型采用先验电离层信息约束可提高定位的收敛速度.多系统组合定位能改善PDOP值,提高收敛速度和定位精度;3系统组合PPP的水平坐标精度约3 cm,高程精度约5 cm,优于3个系统单独定位或2个系统组合定位的精度;当卫星遮挡较大时,多系统PPP结果较单系统更为稳定.【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】7页(P521-527)【关键词】GPS/GLONASS/BDS;PPP;定位精度;收敛速度【作者】苗维凯;陈旭升;刘洋洋【作者单位】同济大学测绘与地理信息学院,上海市四平路1239号,200092;西南交通大学地球科学与环境工程学院,成都市犀安路999号,611756;中国科学院国家授时中心,西安市书院东路3号,710600【正文语种】中文【中图分类】P228精密单点定位(PPP)技术以其cm级甚至更高的定位精度广泛应用于低轨卫星精密定轨、地壳形变监测、GNSS气象学、海陆空不同载体的高精度定位、区域地震活动监测、时间传递等诸多领域[1-3]。
PPP技术最大的问题是收敛时间太长，利用无电离层组合模型加上模糊度固定技术可以提高收敛速度，但对于采用频分多址技术的GLONASS系统，各种硬件偏差很难准确获取。
目前提高PPP收敛速度的方法主要有2种，一是增加第3频率的观测值，如L5观测值[4]，但这样会增加接收机成本；二是采用多系统组合定位[5-6]。
通常情况下，多系统组合PPP的函数模型采用无电离层组合模型，随机模型按先验定权模型。
GPS+GLONASS组合测量
William Martin;Jonathan Ladd
【期刊名称】《测绘通报》
【年(卷),期】1999()6
【摘要】最近人们开始讨论把ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ组合起来以扩大测量应用的可行性问题，主要是因为对这两种卫星系统的数据组合起来时会遇到技术上的挑战。
本文将向您表明ＧＰＳ＋ＧＬＯＮＡＳＳ技术能够为测量带来显著优势，这些优势包括大大增加卫星可用性和定位可靠性，而且提高作业效率又不降低精度，并能获得与当前ＧＰＳ系统相同的精度。
ＷｉｌｉａｍＭａｒｔｉｎ等用该设备采集了数据并给出了实际结果。
【总页数】3页(P41-43)
【关键词】GPS;测量;GLONASS组合;卫星测量
【作者】William Martin;Jonathan Ladd
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P9
【相关文献】
1.常规汽轮机TSI振动测量保护逻辑组合方式探讨以及保护逻辑组合方法研究 [J], 王敬苗;
2.GPS+GLONASS组合导航系统在城市道路测量中的适用性探讨 [J], 曹建军
3.GPS+GLONASS双星测量在滑坡监测中的应用 [J], 占晓明;陈国锋
4.GPS+GLONASS双星系统在石油勘探测量中的应用 [J], 丁翔宇
5.常规汽轮机TSI振动测量保护逻辑组合方式探讨以及保护逻辑组合方法研究 [J], 王敬苗
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浅析基于GNNS和GLONASS组合精密单点定位作者：甄冬松杨玉忠来源：《城市建设理论研究》2012年第34期摘要：根据俄罗斯空间局信息分析中心(IAC)提供的GNNS与GLONASS精密星历和钟差产品，综合考虑GNSS定位的各种观测误差，采用PPP的方法处理了国际IGS站GNNS/GLONASS双系统观测数据，分别获得GNNS，GNNS/GLONASS，GLONASS精密单点定位的结果，并对结果作相应的分析。
关键词：GNNS，GLONASS，精密单点定位，组合Abstract: According to the Russian Space Agency Information Analysis Center ( IAC ) provide GNNS and GLONASS precise ephemeris and clock error, considering the various observation error of GNSS positioning, using PPP method to deal with international IGS station GNNS/GLONASS system data, respectively GNNS, GNNS/GLONASS, GLONASS precise point positioning result, and the results for the corresponding analysis.Key words: GNNS; GLONASS; precise point positioning; combination中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编码：精密单点定位利用IGS公布的精密星历及钟差产品，采用双频GPS伪距和载波相位观测值的无电离层组合观测值，对相位中心，固体潮，相对论等误差进行模型改正，采用Kalman 滤波或最小二乘估计对流层，接收机位置以及接收机钟差。
组合GPS和GLONASS在民航中应用的研究刘晖;李小民;王银锋;张其善【期刊名称】《航空学报》【年(卷),期】1998(0)S1【摘要】研究了ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ在民用航空中的应用前景。
分析了组合ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ所具备的可用性、精确性和完整性潜力。
组合ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ在我国民航中具有重要的技术与战略意义。
提出了一种集成１２通道ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ接收机的结构与实现。
射频前端部分采用３级变频将ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ信号变至中频并采样为同相与正交样本。
数字处理部分对各样本加以积累与处理，解调卫星的导航电文。
在导航解算中结合了ＷＧＳ－８４和ＰＺ－９０坐标系之间的转换。
【总页数】6页(P40-45)【关键词】接收机;民航;导航;GPS;GLONASS【作者】刘晖;李小民;王银锋;张其善【作者单位】北京航空航天大学202教研室【正文语种】中文【中图分类】TN965.5;V249.324【相关文献】1.Helmert 验后方差估计在 GPS／GLONASS组合单点定位中的应用 [J], 周海涛;袁新英;罗力2.Helmert方差分量估计在GPS/GLONASS/BDS组合定位权比确定中的应用 [J], 刘金海;涂锐;张睿;张鹏飞;卢晓春3.Helmert方差分量估计在GPS/GLONASS/BDS组合单点定位中的应用 [J], 代阳4.Helmert方差分量估计在GPS/GLONASS/BDS组合单点定位中的应用 [J], 代阳5.Helmert方差分量估计在GPS/GLONASS/BDS/Galileo组合定位权比确定中的应用 [J], 代阳;刘超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
文章编号:0494 0911(2011)04 0004 03中图分类号:P228 文献标识码:B基于方差分量估计的GPS/GLONASS 组合点定位段举举1,沈云中1,2(1.同济大学测量与国土信息工程系,上海200092; 2.现代工程测量国家测绘局重点实验室,上海200092)GPS /GLONASS Co mbi ned Poi nt Positi on i ng U si ng Vari anceCo mponent E stimati onDUAN Ju j u ,SHEN Y unzhong摘要:介绍GPS /GLONASS 组合定位模型,采用H el m ert 方差分量估计确定GPS 与GLONASS 两类观测值的精度,合理确定两类观测值的权。
通过GPS /GLONASS 的方差分量估计实测,GPS 与GLONASS 伪距观测值的精度分别为 4.5607m 与 9.9289m,相应的权比约为5 1,采用此权比进行定权,能够提高定位精度。
关键词:GPS /GLONASS ;组合定位;整体解算;方差分量估计收稿日期:2010 09 08基金项目:国家自然科学基金资助项目(40874016)作者简介:段举举(1987!),男,河南许昌人,硕士生,主要从事GPS /GLONASS 组合定位与数据处理研究。
一、引 言目前,GLONASS 在轨卫星[1]有23颗(其中2颗备用卫星),GPS 在轨卫星有31颗。
因此,GPS /GLONASS 双系统组合定位时,其可观测卫星数目成倍增加,满星座运行时全球任意位置、任意时刻至少可以观测到9颗卫星[2],平均达14颗,最多时可达21颗。
克服了单系统由于观测条件限制而无法定位的现象,因此多系统组合定位具有广阔的应用前景。
但是,由于GPS 和GLONASS 的误差源较多,用先验精度确定观测矩阵不一定符合实际情况。
胡国荣等[3]用单历元观测值进行方差分量估计定权,但是由于一个历元多余观测数太少,因此其方差分量估值不可靠。
为此,本文根据GPS /GLONASS 一个时段的所有观测数据进行方差分量估计,确定整体解算组合定位结果,并通过实例说明该方法的可行性。
二、组合点定位模型1.组合定位的观测方程GPS 和GLONASS 单点定位的观测方程为 G=(x -X G )2+(y -Y G )2+(z -Z G )2+c ∀ t G + G trop + G iono(1)式中,上标G 表示GPS 或GLONASS ; 为伪距观测值;(x,y,z)为测站的W GS 84坐标;(X G,Y G,Z G)为卫星在W GS 84坐标系中的坐标,GLONASS 卫星的坐标要转换到WGS 84坐标系中;对应于GPS 和GLONASS , t G 分别表示为 t GPS 和 t GLO ; G tr op 、 G io no 分别为对流层改正和电离层改正。
观测方程中包括测站坐标和两个系统接收机钟差的5个未知参数。
将观测方程式(1)线性化,用最小二乘或滤波方法进行参数估计。
2.时间与坐标系统的统一GLONASS 采用GLONASST ,以UTC (SU )为时间度量基准;GPS 采用GPST ,以UTC (USNO )为时间度量基准。
GPST 与UTC 相差为整数跳秒,GLONASST 与UTC 相差为3h,由于两者时间系统的不同,在数据处理时要进行时间的转换。
但在实测的GLONASS 星历文件(G 文件)中,采用的时间系统并非GLONASST,而是UTC ,故在与GPS 组合定位的数据处理中,两者之间只相差一个整数跳秒[4]。
GPS 采用WGS 84坐标系,GLONASS 采用PZ 90坐标系,在数据处理时要进行坐标系统的转换。
据文献[5]介绍,GLONASS 坐标系统于2007年由PZ90更新到PZ90.02,与I TRF 差异保持在分米量级,PZ90.02与I TRF2000的差异只有原点平移,在X 、Y 、Z 方向分别为-36c m 、+8c m 、+18c m 。
而WGS 84与I TRF2000差异很小,对于伪距定位而言,其误差可以忽略。
因此,本文只考虑GLONASS 与WGS 84之间的平移参数。
4测 绘 通 报 2011年 第4期3.电离层与对流层延迟改正模型电离层通常指高度大约50~1000km的大气层,电离层中存在自由电子,当信号通过时,会改变信号的传播速度和方向,从而产生一定的延迟。
对于双频接收机,可以采用测码伪距观测值组合的方式消除电离层的影响,组合伪距观测值为P=1f21-f22(f21P1-f22P2)(2)式中,f1、f2为载波L1、L2的频率。
对于单频GPS接收机用户,为了减弱电离层的影响,一般是采用导航电文中所提供的电离层模型加以改正。
常用的电离层改正模型有本特(Bent)模型、国际参考电离层(I R I)模型、克罗布歇(K l o bu char)模型等。
而GLONASS的导航电文不提供电离层改正数,只能采用组合观测值消除电离层的影响。
对流层改正可分为干延迟改正和湿延迟改正两部分,通常用天顶方向的干延迟、湿延迟及其映射函数表示trop=D d r y M d r y(E)+D wet M w et(E)(3)式中,D dry、D w et分别为对流层天顶方向的干延迟和湿延迟;M d ry(E)、M w et(E)分别为对流层干延迟和湿延迟的映射函数。
本文采用萨斯塔莫宁(Saasta m o i n en)模型,其中N iell函数是目前高精度GPS定位中经常采用的一种映射函数。
三、解算模型1.整体解算模型根据每个历元伪距观测值的误差方程组成法方程,通过矩阵分块乘法将该历元的接收机钟差参数消去。
设k历元的观测值可以组成法方程N11N12 N21N22 Xt=l1l2(4)式中, X=(d X,d Y,d Z)T为三维坐标改正数; t为k历元的接收机钟差参数;N ij(i,j=1,2)为将观测值误差方程的设计矩阵分块得到的矩阵,且N21= N T12。
则有 t=N-122l2-N21 X,消去钟差参数后法方程变为N11-N-122N12N21 X=l1-N12N-122l2(5)为便于下文公式推导,记N G=N11-N-122N12N21, W G=l1-N12N-122l2。
将以后各历元求得的法方程进行叠加。
将GPS和GLONASS分别按上述方法进行计算,求得各自的总的法方程分别为N GPS X-W G PS=0(6)N GLO X-W G LO=0(7)法方程相加,求得测站的三维坐标改正数为X=(N G PS+N G LO)-1(W GPS+W GLO)(8)2.GPS/GLONASS的方差分量估计GPS、GLONASS的方差分量估计过程如下[6]:1)第一次最小二乘平差时,根据经验给GPS、GLONASS观测值先验定权P1、P2。
2)进行最小二乘平差,求得V T i P i V i(i=1,2)。
3)按下式进行方差分量估计!^201!^202=S-1V T1P1V1V T2P2V2(9)式中,S=n1-2tr(N-1N1)+tr(N-1N1)2tr(N-1N1N-1N2)tr(N-1N1N-1N2)n2-2tr(N-1N2)+tr(N-1N2)2,其中,n1为GPS观测值的个数;n2为GLONASS观测值的个数。
4)按式(10)重新定权P^i=c!^20i P-1i(i=1,2)(10)式中,c为任意常数,一般取!^20i中的某一个值。
5)重复步骤2)~4),直到!^201=!^202为止,或通过必要的检验认为各类单位权方差之比等于1为止。
在本文中,迭代终止的条件为!^201-!^202#0.01。
四、算例及精度分析本算例采用2009年7月27日I G S基准站WH I T的观测数据,观测时间为24h,采样间隔为30s,观测数据有C1、C2及P1、P2。
图1为该天的GPS、GLONASS及GPS/GLONASS的可用卫星数。
由图1可见,GPS/GLONASS组合定位的可用卫星数目都在13颗以上,明显多于单系统定位的卫星数,卫星几何图形强度得到了改善,有利于提高定位的精度。
图1 G PS、GLONA SS及GPS/G LONASS的可用卫星数52011年 第4期 段举举,等:基于方差分量估计的GPS/GLONASS组合点定位采用M atlab进行组合伪距单点定位计算,考虑卫星钟差改正、地球自转改正及相对论效应改正,为了提高精度,去除高度角低于10∃的卫星,各种误差采用上述模型进行改正。
为了合理确定GPS和GLONASS的观测权,采用H e l m ert方差分量估计求得GPS和GLONASS伪距观测值的中误差,结果如表1所示,相应的权比为10.2110。
众所周知, GLONASS伪距码长是GPS的2倍,因此理论上GLONASS伪距误差约为GPS伪距误差的2倍,相应的权比应该为10.25。
H el m ert方差分量的估计结果确定的GPS伪距观测值的权比理论值稍大一点。
表1 G PS、GLONASS的中误差和权比系统中误差/m权GPS 4.56071 GLONA SS 9.92890.2110从I TRF网站[7]获得WH I T站的三维坐标,将其作为坐标真值,与以下3种伪距点定位方案的计算结果进行比较分析:%GPS单点定位整体解算; &GLONASS单点定位整体解算;∋H e l m et方差分量估计整体解算。
表2给出了不同方案的定位结果与真值的偏差。
显然GPS单点定位精度明显高于GLONASS, GPS/GLONASS组合定位精度较单一系统GPS或GLONASS定位都明显提高,说明采用H el m ert方差分量估计所确定的GPS与GLONASS观测值的权比是合理的。
表2 定位结果和真值的偏差m方案偏差X Y Z1-0.51850.0461-1.18082-2.7847-1.36243.47903-0.6030-0.0175-0.9721根据伪距单点定位平差所得到的伪距观测值的残差V,可按式(11)计算各个历元的中误差m。
m= V T PVn-5(11)式中,n为伪距观测值的个数。
文献[3]采用单个历元观测数据估计GPS与GLONASS观测值的精度并进行组合定位,图2给出了本文方法定权与文献[3]所计算的各个历元中误差,显然本文方法要优于文献[3]的估计方法。
图2 整体解算定权和单个历元定权的各个历元中误差五、结束语通过以上理论和算例分析,可知,GPS/ GLONASS组合定位可用卫星数明显增加,可靠性及可用性增强;GPS单点定位精度高于GLONASS; GPS/GLONASS组合定位精度较单一系统GPS或GLONASS都有提高;GPS/GLONASS组合定位时,采用H el m ert方差分量估计合理定权会提高定位精度。
