留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于不同PPP模型的北斗三号相位小数偏差估计与新特性分析

吴飞扬 李昕

吴飞扬, 李昕. 基于不同PPP模型的北斗三号相位小数偏差估计与新特性分析[J]. 全球定位系统, 2023, 48(1): 14-23. doi: 10.12265/j.gnss.2022053
引用本文: 吴飞扬, 李昕. 基于不同PPP模型的北斗三号相位小数偏差估计与新特性分析[J]. 全球定位系统, 2023, 48(1): 14-23. doi: 10.12265/j.gnss.2022053
WU Feiyang, LI Xin. Estimation and characteristics analysis of BDS-3 uncalibrated phase delay based on different PPP models[J]. GNSS World of China, 2023, 48(1): 14-23. doi: 10.12265/j.gnss.2022053
Citation: WU Feiyang, LI Xin. Estimation and characteristics analysis of BDS-3 uncalibrated phase delay based on different PPP models[J]. GNSS World of China, 2023, 48(1): 14-23. doi: 10.12265/j.gnss.2022053

基于不同PPP模型的北斗三号相位小数偏差估计与新特性分析

doi: 10.12265/j.gnss.2022053
基金项目: 国家自然科学基金委员会面上项目(41974027)
详细信息
    作者简介:

    吴飞扬:(2000—),男,研究方向为GNSS实时精密定位

    通讯作者:

    李昕 E-mail: xinli@sgg.whu.edu.cn

  • 中图分类号: P228.4

Estimation and characteristics analysis of BDS-3 uncalibrated phase delay based on different PPP models

  • 摘要: 相位小数偏差(UPD)的精确估计是实现精密单点定位(PPP)非差模糊度固定的重要前提. 常用的PPP模型主要分为无电离层组合(IF)模型与非差非组合模型两类,针对两类模型所采用的UPD估计方法有所不同. 首先从理论上推导证明了在采用相同处理策略的前提下,基于IF模型与非差非组合模型UPD估计的一致性;进一步采用全球均匀分布的45个国际GNSS服务(IGS)测站观测数据估计了北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3) UPD产品,并分析两种估计模型获得的UPD产品的时间稳定性与一致性. 结果表明:BDS-3宽巷(WL) UPD与窄巷(NL) UPD均保持较高的稳定性,10日WL UPD的平均标准差为0.060 7,单日NL UPD平均标准差为0.059 9. 针对北斗二号卫星导航系统(BDS-2),两种模型估计得到的UPD结果具有较高的一致性;然而,BDS-3卫星的UPD结果出现与卫星轨道类型和生产厂家的相关特性,不同轨道类型、不同生产厂家之间的卫星UPD存在0.5周左右的显著差异,同一轨道类型、同一生产厂家的北斗卫星之间具有一致性,推测BDS-3不同轨道类型、不同生产厂家生产的卫星对应的接收机端硬件延迟存在系统性偏差. 通过估计不同轨道类型、不同生产厂家卫星对应的接收机端硬件延迟偏离进一步验证了该结论,同时探讨了该新特性对于PPP与模糊度固定的影响.

     

  • 图  1  UPD流程图

    图  2  测站分布图

    图  3  2021年3月12日至3月21日10日WL UPD估计结果

    图  4  基于不同参考星的BDS-3 WL UPD估计结果

    图  5  单日NL UPD估计结果

    图  6  BDS-2两种频率求差结果

    图  7  2021年3月12日至3月21日10日BDS卫星UPD两种组合差值均值

    图  8  BDS-3(左图)与BDS-2+BDS-3(右图)PPP平均定位误差序列

    表  1  BDS-3不同厂商、不同轨道类型卫星ISB估值与差值统计 m

    测站名测站类型CAST_MEOCAST_IGSOSECMCAST_MEO-SECM_MEOCAST_MEO-CAST_IGSO
    AREGSEPT POLARX5−2.01−2.65−2.380.370.64
    MIZUSEPT ASTERX4−1.68−1.88−1.860.170.20
    NNORSEPT POLARX5TR−1.71−2.02−1.900.190.31
    PADOSTONEX SC22000.341.40−0.660.99−1.07
    POL2JAVAD TRE_3 DELTA1.621.720.291.34−0.10
    KIR8TRIMBLE ALLOY−10.81−12.37−13.102.291.56
    YAR2TRIMBLE ALLOY2.441.270.342.101.17
    POTSJAVAD TRE_31.101.450.160.95−0.35
    ULABJAVAD TRE_31.081.400.260.82−0.32
    WUH2JAVAD TRE_31.371.700.380.99−0.34
    SUTMJAVAD TRE_31.501.760.550.96−0.26
    下载: 导出CSV
  • [1] 杨元喜. 北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J]. 测绘学报, 2010, 39(1): 1-6.
    [2] GE M, GENDT G, ROTHACHER M, et al. Resolution of GPS carrier-phase ambiguities in precise point positioning (PPP) with daily observations[J]. Journal of geodesy, 2008, 82(7): 389-399. DOI: 10.1007/s00190-007-0187-4
    [3] 李星星, 张小红, 李盼. 固定非差整数模糊度的PPP快速精密定位定轨[J]. 地球物理学报, 2012, 55(3): 833-840. DOI: 10.6038/j.issn.0001-5733.2012.03.013
    [4] 宋保丰, 郝金明, 师一帅, 等. 非差FCB估计及其在PPP模糊度固定中的应用[J]. 全球定位系统, 2019, 44(3): 33-37. DOI: 10.13442/j.gnss.1008-9268.2019.03.005
    [5] KOUBA J, HEROUS P. Precise point positioning using IGS orbit and clock products[J]. GPS solutions, 2001, 5(2): 12-28. DOI: 10.1007/PL00012883
    [6] 郝明, 王庆良, 崔笃信. GPS精密单点定位快速收敛方法研究[J]. 大地测量与地球动力学, 2009, 29(2): 88-91. DOI: 10.14075/j.jgg.2009.02.009
    [7] ABDEL-SALAM M, GAO Y. Precise GPS atmosphere sensing based on un-differenced observations[C]//Proceedings of the 17th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, 2004.
    [8] CAO X Y, SHEN F, ZHANG S J, et al. Satellite availability and positioning performance of uncombined precise point positioning using BeiDou-2 and BeiDou-3 multi-frequency signals[J]. Advances in space research, 2021, 67(4): 1303-1316. DOI: 10.1016/j.asr.2020.11.011
    [9] 辜声峰. 多频GNSS非差非组合精密数据处理理论及其应用[D]. 武汉: 武汉大学, 2013.
    [10] 周峰. 多系统GNSS非差非组合精密单点定位相关理论和方法研究[D]. 上海: 华东师范大学, 2018.
    [11] 李星星. GNSS 精密单点定位及非差模糊度快速确定方法研究[D]. 武汉: 武汉大学, 2013.
    [12] WÜBBENA G. Software developments for geodetic positioning with GPS using TI-4100 code and carrier measurements[C]//Proceedings of the First International Symposium on Precise Positioning with the Global Positioning System, 1985.
    [13] MELBOURNE W G. The case for ranging in GPS based geodetic systems[C]// Proceedings of First International Symposium on Precise Positioning with the Global Positing System, 1985: 373-386.
    [14] 张且且, 赵龙, 周建华. 基于无电离层组合/非差非组合混合观测模型的精密单点定位[C]//第十一届中国卫星导航年会, 2020.
    [15] WANG J, HUANG G W, YANG Y X, et al. FCB estimation with three diferent PPP models: equivalence analysis and experiment tests[J]. GPS solutions, 2019, 23(4): 93. DOI: 10.1007/s10291-019-0887-2
    [16] 李昕. 多频率多星座 GNSS 快速精密定位关键技术研究[D]. 武汉: 武汉大学, 2021.
    [17] 李昕. Multi-GNSS精密单点定位固定解方法与性能评估[D]. 武汉: 武汉大学, 2018.
    [18] 刘格格. 多频率多星座GNSS相位偏差估计与非差模糊度快速固定[D]. 武汉: 武汉大学, 2021.
    [19] 李浩东, 赵齐乐, 陶钧, 等. 北斗三号卫星 FCB 估计及其模糊度固定 [J/OL]. (2022-02-18)[2022-03-03]. 武汉大学学报(信息科学版). https://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1676.TN.202218.1028.002.html
    [20] 李昕, 袁勇强, 张柯柯, 等. 联合GEO/IGSO/MEO的北斗PPP模糊度固定方法与试验分析[J]. 测绘学报, 2018, 47(3): 324-331. DOI: 10.11947/j.AGCS.2018.20170341
    [21] 张小红, 李盼, 李星星, 等. 宽巷载波相位模糊度小数偏差时变特性分析[J]. 测绘学报, 2013, 42(6): 798-803.
  • 加载中
图(8) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  277
  • HTML全文浏览量:  184
  • PDF下载量:  77
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-01
  • 网络出版日期:  2023-02-07

目录

    /

    返回文章
    返回