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doi: 10.12265/j.gnss.2023191
摘要:
中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)、美国GPS、日本准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System，QZSS)、印度区域导航卫星系统(Indian Regional Navigation Satellite System，IRNSS)等系统在导航电文中播发了地球自转参数(earth rotation parameter，ERP)，即极移和世界时(Universal Time，UT)－协调世界时(Universal Time Coordinated，UTC) (∆UT). 广播ERP主要用于需要在地球参考系和惯性参考系之间转换的GNSS星载应用，如卫星精密定轨、地月导航等. 通过国际GNSS服务(International GNSS Service，IGS)收集了BDS、GPS、QZSS、IRNSS的广播ERP数据，评估了各GNSS的广播ERP不连续性，得到GPS和IRNSS的极移不连续性为0.9~1.4 mas，∆UT1不连续性约为0.2 ms；QZSS的极移不连续性约为0.1 mas，∆UT1不连续性约为0.02 ms；BDS的极移不连续性约为4.5 mas，∆UT1不连续性约为1.3 ms. 通过与国际地球自转和参考系服务(International Earth Rotation Service，IERS) 14C04序列比较显示，QZSS极移误差约为0.6 mas，∆UT1误差约为0.27 ms；GPS和IRNSS的极移误差约为2.4 mas，对于∆UT1，GPS误差约为0.36 ms，IRNSS的∆UT1误差相差较大，约为10.47 ms；由于更新间隔较长，BDS极移误差约为6 mas，∆UT1误差约为1.2 ms；与GPS相比，BDS极移与∆UT1误差分别差了近1.5倍和2.5倍.
中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)、美国GPS、日本准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System，QZSS)、印度区域导航卫星系统(Indian Regional Navigation Satellite System，IRNSS)等系统在导航电文中播发了地球自转参数(earth rotation parameter，ERP)，即极移和世界时(Universal Time，UT)－协调世界时(Universal Time Coordinated，UTC) (∆UT). 广播ERP主要用于需要在地球参考系和惯性参考系之间转换的GNSS星载应用，如卫星精密定轨、地月导航等. 通过国际GNSS服务(International GNSS Service，IGS)收集了BDS、GPS、QZSS、IRNSS的广播ERP数据，评估了各GNSS的广播ERP不连续性，得到GPS和IRNSS的极移不连续性为0.9~1.4 mas，∆UT1不连续性约为0.2 ms；QZSS的极移不连续性约为0.1 mas，∆UT1不连续性约为0.02 ms；BDS的极移不连续性约为4.5 mas，∆UT1不连续性约为1.3 ms. 通过与国际地球自转和参考系服务(International Earth Rotation Service，IERS) 14C04序列比较显示，QZSS极移误差约为0.6 mas，∆UT1误差约为0.27 ms；GPS和IRNSS的极移误差约为2.4 mas，对于∆UT1，GPS误差约为0.36 ms，IRNSS的∆UT1误差相差较大，约为10.47 ms；由于更新间隔较长，BDS极移误差约为6 mas，∆UT1误差约为1.2 ms；与GPS相比，BDS极移与∆UT1误差分别差了近1.5倍和2.5倍.
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doi: 10.12265/j.gnss.2023198
摘要:
为了提升信道状态信息(channel state information, CSI)指纹室内定位的性能，提出了一种改进MixNet的CSI图像指纹室内定位方法. 在离线阶段，通过选择定位参考点(reference point, RP)处信号强度指示(received signal strength indication, RSSI)最强的3个接入点(access point, AP)，提取其CSI数据并转换为图像；然后利用改进的MixNet模型对图像进行训练并保存模型. 其中改进的MixNet引入了坐标注意力(coordinate attention, CA)和残差连接. 首先，将MixNet-s中的SE (squeeze-and-excitation)注意力替换为CA，以增强网络的信息表示能力并更精确地获取CSI图像指纹特征. 其次，根据MixNet-s模型的特点构建残差连接，以增强网络的表示能力并防止过拟合. 最后，通过减小网络深度确保所有网络层得到充分训练；在线阶段，采集目标设备的CSI数据并转换为图像，输入已训练好的改进MixNet模型(命名为MixNet-CA)；最后利用加权质心算法根据模型输出的概率值估计目标设备的最终位置. 提出方法在室内环境中进行了验证，达到了0.3620 m的平均定位误差.
为了提升信道状态信息(channel state information, CSI)指纹室内定位的性能，提出了一种改进MixNet的CSI图像指纹室内定位方法. 在离线阶段，通过选择定位参考点(reference point, RP)处信号强度指示(received signal strength indication, RSSI)最强的3个接入点(access point, AP)，提取其CSI数据并转换为图像；然后利用改进的MixNet模型对图像进行训练并保存模型. 其中改进的MixNet引入了坐标注意力(coordinate attention, CA)和残差连接. 首先，将MixNet-s中的SE (squeeze-and-excitation)注意力替换为CA，以增强网络的信息表示能力并更精确地获取CSI图像指纹特征. 其次，根据MixNet-s模型的特点构建残差连接，以增强网络的表示能力并防止过拟合. 最后，通过减小网络深度确保所有网络层得到充分训练；在线阶段，采集目标设备的CSI数据并转换为图像，输入已训练好的改进MixNet模型(命名为MixNet-CA)；最后利用加权质心算法根据模型输出的概率值估计目标设备的最终位置. 提出方法在室内环境中进行了验证，达到了0.3620 m的平均定位误差.
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doi: 10.12265/j.gnss.2024011
摘要:
GNSS数据预处理是实现高精度导航、定位和姿态应用的重要环节. 针对当前GNSS预处理工具和模块难以处理多频多系统观测数据的问题，研发了一款GNSS数据预处理软件(GNSS data preprocessing software，GDPS)，包括数据下载、格式转换、数据编辑、质量检核和辅助工具等模块，并通过PYQT5工具实现了软件图形用户界面的开发. 实验测试结果表明：该软件界面清晰，界面交互性较强，模块运算稳定，软件功能完善，可满足不同用户对多频多GNSS观测数据预处理的需求.
GNSS数据预处理是实现高精度导航、定位和姿态应用的重要环节. 针对当前GNSS预处理工具和模块难以处理多频多系统观测数据的问题，研发了一款GNSS数据预处理软件(GNSS data preprocessing software，GDPS)，包括数据下载、格式转换、数据编辑、质量检核和辅助工具等模块，并通过PYQT5工具实现了软件图形用户界面的开发. 实验测试结果表明：该软件界面清晰，界面交互性较强，模块运算稳定，软件功能完善，可满足不同用户对多频多GNSS观测数据预处理的需求.
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doi: 10.12265/j.gnss.2023157
摘要:
欧洲的Galileo系统目前已经有28颗在轨可用卫星，具备全球精密定位能力，并且所有卫星均能够播发多频信号，多频信号融合有望进一步改善精密单点定位(precise point positioning，PPP)模糊度固定解性能. 本文研究了Galileo三频非组合PPP相位小数偏差(fractional cycle bias，FCB)估计与模糊度解析(ambiguity resolution，AR)方法，并将其结果同双频非组合PPP模糊度固定解与浮点解结果进行了对比分析. 结果表明：利用155个全球分布的地面跟踪站数据进行小数周偏差(fractional cycle bias，FCB)估计，单个频率上的FCB估值序列标准差(standard deviation，STD)优于0.04周；双频PPP浮点解在E、N、U方向收敛时间分别为32.0 min、10.0 min、43.5 min，双频PPP固定解收敛时间分别减少到30.5 min、8.5 min、32.0 min，三频PPP固定解收敛时间分别进一步缩短到16.5 min、8.0 min、32.0 min.
欧洲的Galileo系统目前已经有28颗在轨可用卫星，具备全球精密定位能力，并且所有卫星均能够播发多频信号，多频信号融合有望进一步改善精密单点定位(precise point positioning，PPP)模糊度固定解性能. 本文研究了Galileo三频非组合PPP相位小数偏差(fractional cycle bias，FCB)估计与模糊度解析(ambiguity resolution，AR)方法，并将其结果同双频非组合PPP模糊度固定解与浮点解结果进行了对比分析. 结果表明：利用155个全球分布的地面跟踪站数据进行小数周偏差(fractional cycle bias，FCB)估计，单个频率上的FCB估值序列标准差(standard deviation，STD)优于0.04周；双频PPP浮点解在E、N、U方向收敛时间分别为32.0 min、10.0 min、43.5 min，双频PPP固定解收敛时间分别减少到30.5 min、8.5 min、32.0 min，三频PPP固定解收敛时间分别进一步缩短到16.5 min、8.0 min、32.0 min.
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doi: 10.12265/j.gnss.2024015
摘要:
针对在动态环境中，视觉定位系统的定位精度和鲁棒性容易受到动态特征点影响的问题，提出了一种联合目标检测与深度信息的动态特征点去除方法. 引入YOLOv7目标检测网络快速获得当前图像帧的目标类别及位置信息，加入坐标注意力(coordinate attention，CA)机制优化深度学习模型，提升网络目标检测精度. 此外，提出了一种利用深度信息和对极几何约束的动态特征点优化策略. 有效剔除了动态特征点，同时保留了尽量多的静态点，从而降低了动态点对系统定位精度和鲁棒性的影响. 在公开的数据集TUM上进行实验验证. 结果表明：与ORB-SLAM2 (oriented fast and rotated brief-SLAM)相比，所提方案在定位精度和鲁棒性上有明显优势. 同时与动态同步定位和地图构建(dyna simultaneous localization and mapping，DynaSLAM)相比，定位精度基本持平，但在运行速度上实现了显著提升.
针对在动态环境中，视觉定位系统的定位精度和鲁棒性容易受到动态特征点影响的问题，提出了一种联合目标检测与深度信息的动态特征点去除方法. 引入YOLOv7目标检测网络快速获得当前图像帧的目标类别及位置信息，加入坐标注意力(coordinate attention，CA)机制优化深度学习模型，提升网络目标检测精度. 此外，提出了一种利用深度信息和对极几何约束的动态特征点优化策略. 有效剔除了动态特征点，同时保留了尽量多的静态点，从而降低了动态点对系统定位精度和鲁棒性的影响. 在公开的数据集TUM上进行实验验证. 结果表明：与ORB-SLAM2 (oriented fast and rotated brief-SLAM)相比，所提方案在定位精度和鲁棒性上有明显优势. 同时与动态同步定位和地图构建(dyna simultaneous localization and mapping，DynaSLAM)相比，定位精度基本持平，但在运行速度上实现了显著提升.
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doi: 10.12265/j.gnss.2023202
摘要:
数据预处理是GNSS实现高精度定位的前提，也是数据处理重要且必须的环节. 随着卫星系统和数量的增加、与接收机无关的交换格式(receiver independent exchange format, RINEX)版本的更新，GNSS的数据类型及格式日益复杂. 虽然目前数据预处理软件数量较多，但常需要多个软件联合才能完成预处理流程，过程繁杂，效率低下. 为实现高效的全流程数据预处理，RINGO数据预处理软件应运而生，其支持所有RINEX版本的多系统数据预处理工作. 研究演示了RINGO的主要功能、使用方法及原理，着重探究和阐释了易出现混淆的钟跳修正等功能. 测试表明，使用RINGO软件可高效独立的实现对海量多系统GNSS数据的预处理工作，有助于简化复杂的GNSS数据管理任务及RINEX最新版本观测记录的推广与使用.
数据预处理是GNSS实现高精度定位的前提，也是数据处理重要且必须的环节. 随着卫星系统和数量的增加、与接收机无关的交换格式(receiver independent exchange format, RINEX)版本的更新，GNSS的数据类型及格式日益复杂. 虽然目前数据预处理软件数量较多，但常需要多个软件联合才能完成预处理流程，过程繁杂，效率低下. 为实现高效的全流程数据预处理，RINGO数据预处理软件应运而生，其支持所有RINEX版本的多系统数据预处理工作. 研究演示了RINGO的主要功能、使用方法及原理，着重探究和阐释了易出现混淆的钟跳修正等功能. 测试表明，使用RINGO软件可高效独立的实现对海量多系统GNSS数据的预处理工作，有助于简化复杂的GNSS数据管理任务及RINEX最新版本观测记录的推广与使用.
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doi: 10.12265/j.gnss.2024038
摘要:
第五代通信技术(5th-Generation，5G)为室内定位领域带来了新的可能性，超宽带(ultra wide band，UWB)定位技术与5G定位技术都具有带宽大、频率高的特性，但是定位性能却略有差异. 针对单一传感器定位的准确性、稳定性差的问题，本文提出了5G+UWB的融合定位算法，构建了基于到达时间差(time difference of arrival，TDOA)的5G室内定位、基于三边定位算法的UWB室内定位以及基于融合定位算法的5G+UWB室内定位模型. 首先验证了通过加权最小二乘(weighted least squares，WLS)算法得到的各单系统的初步定位结果，之后验证了结合Taylor级数展开法得到的改进后定位结果. 在此基础上，进一步对通过融合算法将两个单系统定位结果进行融合后的组合定位结果进行实验验证. 实验结果表明：UWB单系统定位结果呈现准确性较低、稳定性较高的特点，5G单系统定位结果呈现准确性较高、稳定性较低的特点，二者组合后可得到准确性和稳定性都相对较好的定位结果，组合系统定位精度最高可达0.22 m，最低可达0.73 m，可实现亚米级定位.
第五代通信技术(5th-Generation，5G)为室内定位领域带来了新的可能性，超宽带(ultra wide band，UWB)定位技术与5G定位技术都具有带宽大、频率高的特性，但是定位性能却略有差异. 针对单一传感器定位的准确性、稳定性差的问题，本文提出了5G+UWB的融合定位算法，构建了基于到达时间差(time difference of arrival，TDOA)的5G室内定位、基于三边定位算法的UWB室内定位以及基于融合定位算法的5G+UWB室内定位模型. 首先验证了通过加权最小二乘(weighted least squares，WLS)算法得到的各单系统的初步定位结果，之后验证了结合Taylor级数展开法得到的改进后定位结果. 在此基础上，进一步对通过融合算法将两个单系统定位结果进行融合后的组合定位结果进行实验验证. 实验结果表明：UWB单系统定位结果呈现准确性较低、稳定性较高的特点，5G单系统定位结果呈现准确性较高、稳定性较低的特点，二者组合后可得到准确性和稳定性都相对较好的定位结果，组合系统定位精度最高可达0.22 m，最低可达0.73 m，可实现亚米级定位.
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doi: 10.12265/j.gnss.2023223
摘要:
本研究基于德国北部24个GNSS测站8 a的数据，引入奇异谱分析方法(singular spectrum analysis，SSA)，提出一种顾及不同残差子分量互相关性及子分量贡献率的共模误差(common mode error，CME)识别方法. 探讨了CME对GNSS坐标时间序列噪声和参数估计的影响. 通过与主成分分析(principal component analysis，PCA)方法的对比发现，提出的新方法与PCA方法提取的CME结果非常接近，证实了新方法的可行性. GNSS的CME序列主要包含白噪声(white noise，WN)、闪烁噪声(flicker noise，FN)和非整数谱指数幂律噪声(power law noise，PL). 在剔除CME后，各测站的WN和有色噪声量级分别平均下降了30.32%和52.61%，说明CME中有色噪声占主导地位. 同时，CME改正后，坐标的周年周期和半年周期振幅均有所减小，参数拟合的均方根误差(root mean squared error，RMSE)降低了16.7%. 综上所述，新方法在提高GNSS坐标时间序列质量方面具有重要实际意义.
本研究基于德国北部24个GNSS测站8 a的数据，引入奇异谱分析方法(singular spectrum analysis，SSA)，提出一种顾及不同残差子分量互相关性及子分量贡献率的共模误差(common mode error，CME)识别方法. 探讨了CME对GNSS坐标时间序列噪声和参数估计的影响. 通过与主成分分析(principal component analysis，PCA)方法的对比发现，提出的新方法与PCA方法提取的CME结果非常接近，证实了新方法的可行性. GNSS的CME序列主要包含白噪声(white noise，WN)、闪烁噪声(flicker noise，FN)和非整数谱指数幂律噪声(power law noise，PL). 在剔除CME后，各测站的WN和有色噪声量级分别平均下降了30.32%和52.61%，说明CME中有色噪声占主导地位. 同时，CME改正后，坐标的周年周期和半年周期振幅均有所减小，参数拟合的均方根误差(root mean squared error，RMSE)降低了16.7%. 综上所述，新方法在提高GNSS坐标时间序列质量方面具有重要实际意义.
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doi: 10.12265/j.gnss.2024009
摘要:
基于卫星导航、时空实体、网络地理信息系统(web geographic information system，WebGIS)、空间数据库等技术，对船舶的基础属性、实时位置、历史轨迹、关联关系、运行状态等关键信息进行抽取和实体重组，构建了船舶实体资源，建立了船舶轨迹可视分析系统，提供了多源地图服务、轨迹数据管理、轨迹可视查询展示、轨迹时空分析展示、分析模型参数配置等功能，实现了多来源、多时态、多元化船舶轨迹数据的统一管理和多维分析，能够以时空实体、图表、地图等形式直观展示船舶要素特征和分析结果，使船舶信息价值密度更高，可查询、可分析性更强，从而有效提高了船舶轨迹分析效率和准确性，可为船舶轨迹分析业务及相关应用提供更先进更高效的服务支撑.
基于卫星导航、时空实体、网络地理信息系统(web geographic information system，WebGIS)、空间数据库等技术，对船舶的基础属性、实时位置、历史轨迹、关联关系、运行状态等关键信息进行抽取和实体重组，构建了船舶实体资源，建立了船舶轨迹可视分析系统，提供了多源地图服务、轨迹数据管理、轨迹可视查询展示、轨迹时空分析展示、分析模型参数配置等功能，实现了多来源、多时态、多元化船舶轨迹数据的统一管理和多维分析，能够以时空实体、图表、地图等形式直观展示船舶要素特征和分析结果，使船舶信息价值密度更高，可查询、可分析性更强，从而有效提高了船舶轨迹分析效率和准确性，可为船舶轨迹分析业务及相关应用提供更先进更高效的服务支撑.
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doi: 10.12265/j.gnss.2024013
摘要:
为提升低成本卫星接收机和惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)条件下传统组合导航定位的抗干扰性和定位精度，本文通过融合GNSS、IMU、激光雷达(laser radar，LiDAR)来提高定位的鲁棒性及定位精度. 在高楼遮挡等复杂环境下由于卫星信号丢失导致卫星定位结果降低，可通过IMU与GNSS的融合提升导航定位的鲁棒性及其精度. 如果卫星信号缺失时间过长，低成本条件下的IMU/GNSS组合定位精度仍不理想，本文提出利用LiDAR里程计输出的位置信息与传统组合导航通过扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter，EKF)进行融合定位. 实验得出：在无遮挡的环境下融合定位标准差(standard deviation，STD)精度较之卫星定位提升53.7%，均方根误差(root mean square error，RMSE)精度提升56%，较之GNSS/IMU组合定位STD精度提升37.9%，RMSE精度提升38.6%. 在有遮挡的环境下融合定位STD精度较之卫星定位提升59.4%，RMSE精度提升71.3%，较之GNSS/IMU组合定位STD精度提升26.3%，RMSE精度提升33.7%.
为提升低成本卫星接收机和惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)条件下传统组合导航定位的抗干扰性和定位精度，本文通过融合GNSS、IMU、激光雷达(laser radar，LiDAR)来提高定位的鲁棒性及定位精度. 在高楼遮挡等复杂环境下由于卫星信号丢失导致卫星定位结果降低，可通过IMU与GNSS的融合提升导航定位的鲁棒性及其精度. 如果卫星信号缺失时间过长，低成本条件下的IMU/GNSS组合定位精度仍不理想，本文提出利用LiDAR里程计输出的位置信息与传统组合导航通过扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter，EKF)进行融合定位. 实验得出：在无遮挡的环境下融合定位标准差(standard deviation，STD)精度较之卫星定位提升53.7%，均方根误差(root mean square error，RMSE)精度提升56%，较之GNSS/IMU组合定位STD精度提升37.9%，RMSE精度提升38.6%. 在有遮挡的环境下融合定位STD精度较之卫星定位提升59.4%，RMSE精度提升71.3%，较之GNSS/IMU组合定位STD精度提升26.3%，RMSE精度提升33.7%.
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doi: 10.12265/j.gnss.2023221
摘要:
树高是监测森林状况的重要参数，摄影测量法具有低成本、灵活的特性，是树高采集的重要方法之一. 作为一种被动遥感方式，传统的摄影测量方法往往需要数量较多，重叠率较高的图像数据，这与传统图像特征的稀疏性有关. 为了提高图像数量受限条件下的树高提取精度，提出将稀疏特征匹配和稠密像素匹配相结合，并使用对极约束过滤外点的方法，得到稠密且精度较高的匹配结果，并通过三维重建算法得到森林场景点云. 该方法在少量图像的情况下就可以较为完整地重建森林场景并提取树高，将提取的树高与机载激光雷达(light detection and ranging，LiDAR)点云的结果进行对比，相关系数为0.91，最大误差为1.64 m. 该算法只需要少量的重叠图像，这表明了该算法在处理高分辨率卫星图像方面具有一定潜力.
树高是监测森林状况的重要参数，摄影测量法具有低成本、灵活的特性，是树高采集的重要方法之一. 作为一种被动遥感方式，传统的摄影测量方法往往需要数量较多，重叠率较高的图像数据，这与传统图像特征的稀疏性有关. 为了提高图像数量受限条件下的树高提取精度，提出将稀疏特征匹配和稠密像素匹配相结合，并使用对极约束过滤外点的方法，得到稠密且精度较高的匹配结果，并通过三维重建算法得到森林场景点云. 该方法在少量图像的情况下就可以较为完整地重建森林场景并提取树高，将提取的树高与机载激光雷达(light detection and ranging，LiDAR)点云的结果进行对比，相关系数为0.91，最大误差为1.64 m. 该算法只需要少量的重叠图像，这表明了该算法在处理高分辨率卫星图像方面具有一定潜力.
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doi: 10.12265/j.gnss.2023174
摘要:
为了保障GNSS正常应用，需要对GNSS干扰辐射源进行监测和定位，文中进行了辐射源定位系统架构设计. 通过对系统功能、体系架构、网格化监测设备和工作流程进行设计，采用北斗/GPS授时+高稳晶振和广义加权时延估计算法实现高精度时间同步和高可靠时差测量，保障了到达时间差(time difference of arrival, TDOA)的定位精度. 经系统应用试验实现了辐射源的有效定位.
为了保障GNSS正常应用，需要对GNSS干扰辐射源进行监测和定位，文中进行了辐射源定位系统架构设计. 通过对系统功能、体系架构、网格化监测设备和工作流程进行设计，采用北斗/GPS授时+高稳晶振和广义加权时延估计算法实现高精度时间同步和高可靠时差测量，保障了到达时间差(time difference of arrival, TDOA)的定位精度. 经系统应用试验实现了辐射源的有效定位.
2024, 49(2): 1-8.
doi: 10.12265/j.gnss.2023225
摘要:
电离层延迟可严重制约单频接收机的定位精度. 基于此，本文介绍了四种单频接收机常用的电离层延迟改正方法，包括广播电离层改正模型(策略1)，顾及太阳位置的变化全球电离层格网产品(Global Ionosphere Map，GIM)时间旋转内插(策略2)，GIM投影函数改正(策略3)和半合改正模型(策略4). 同时，选择不同太阳活动期，不同纬度的测站验证不同电离层改正方法的单频精密单点定位(single-frequency point positioning，SF-PPP)定位结果偏差. 经过对比分析，得到如下结论：1)总体来说，半合改正模型得到的定位效果最佳，其次是使用GIM产品对电离层延迟进行改正，最后是广播电离层模型；2)在不同太阳活动跃期，不同策略在低纬度测站的定位偏差最大，其次是高纬度测站，中纬度测站的定位偏差最小；3)策略2和策略3在不同太阳活动期不同纬度测站的水平定位平差约0.150 m，三维定位偏差约0.700 m；策略4在不同太阳活动期不同纬度测站的水平定位偏差为0.100 m，三维定位偏差为0.500 m.
电离层延迟可严重制约单频接收机的定位精度. 基于此，本文介绍了四种单频接收机常用的电离层延迟改正方法，包括广播电离层改正模型(策略1)，顾及太阳位置的变化全球电离层格网产品(Global Ionosphere Map，GIM)时间旋转内插(策略2)，GIM投影函数改正(策略3)和半合改正模型(策略4). 同时，选择不同太阳活动期，不同纬度的测站验证不同电离层改正方法的单频精密单点定位(single-frequency point positioning，SF-PPP)定位结果偏差. 经过对比分析，得到如下结论：1)总体来说，半合改正模型得到的定位效果最佳，其次是使用GIM产品对电离层延迟进行改正，最后是广播电离层模型；2)在不同太阳活动跃期，不同策略在低纬度测站的定位偏差最大，其次是高纬度测站，中纬度测站的定位偏差最小；3)策略2和策略3在不同太阳活动期不同纬度测站的水平定位平差约0.150 m，三维定位偏差约0.700 m；策略4在不同太阳活动期不同纬度测站的水平定位偏差为0.100 m，三维定位偏差为0.500 m.
2024, 49(2): 9-15.
doi: 10.12265/j.gnss.2023096
摘要:
针对GNSS坐标时间序列中有用信号与噪声难以准确分离这一问题，本文提出加权小波Z变换(weighted wavelet Z-transform, WWZ)和集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition，EEMD)的降噪方法. 通过对西北地区70个陆态网络连续站垂向坐标时间序列的降噪处理，分别采用均方根误差(root mean squared error，RMSE)、信噪比(signal to noise ratio，SNR)、闪烁噪声(flicker noise，FN)振幅及速度不确定度为评价指标，验证了本文方法的降噪效果在一定程度上优于小波降噪和EEMD降噪. 结果显示：WWZ-EEMD相比小波降噪和EEMD降噪，降噪后信号序列RMSE分别降低了0.331 mm、 0.757 mm，SNR分别提高了1.911 dB、3.635 dB；FN振幅及速度不确定度均有明显改善，验证了本文降噪方法的有效性.
针对GNSS坐标时间序列中有用信号与噪声难以准确分离这一问题，本文提出加权小波Z变换(weighted wavelet Z-transform, WWZ)和集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition，EEMD)的降噪方法. 通过对西北地区70个陆态网络连续站垂向坐标时间序列的降噪处理，分别采用均方根误差(root mean squared error，RMSE)、信噪比(signal to noise ratio，SNR)、闪烁噪声(flicker noise，FN)振幅及速度不确定度为评价指标，验证了本文方法的降噪效果在一定程度上优于小波降噪和EEMD降噪. 结果显示：WWZ-EEMD相比小波降噪和EEMD降噪，降噪后信号序列RMSE分别降低了0.331 mm、 0.757 mm，SNR分别提高了1.911 dB、3.635 dB；FN振幅及速度不确定度均有明显改善，验证了本文降噪方法的有效性.
2024, 49(2): 16-22.
doi: 10.12265/j.gnss.2023119
摘要:
5G信道状态信息(channel state information，CSI)具有丰富的特征信息，是一种理想的指纹定位信号，但信号质量易受环境干扰，对定位性能影响较大. 为了分析不同因素对5G信号质量和定位性能的影响程度，本文首先阐述了5G信号特征和基于支持向量回归(support vector regression，SVR)的定位算法，分析了数据采集时终端的高度、方向、人体遮挡等因素对信号质量的影响，测试了廊厅、小办公室和中型会议室三种场景下的定位性能. 结果表明：5G信号质量受周围环境影响较大，在干扰较小的情况下，基于5G CSI的位置指纹定位算法在三种场景下的定位精度分别为0.93 m、1.46 m和1.94 m，能够满足大多数室内定位应用需求.
5G信道状态信息(channel state information，CSI)具有丰富的特征信息，是一种理想的指纹定位信号，但信号质量易受环境干扰，对定位性能影响较大. 为了分析不同因素对5G信号质量和定位性能的影响程度，本文首先阐述了5G信号特征和基于支持向量回归(support vector regression，SVR)的定位算法，分析了数据采集时终端的高度、方向、人体遮挡等因素对信号质量的影响，测试了廊厅、小办公室和中型会议室三种场景下的定位性能. 结果表明：5G信号质量受周围环境影响较大，在干扰较小的情况下，基于5G CSI的位置指纹定位算法在三种场景下的定位精度分别为0.93 m、1.46 m和1.94 m，能够满足大多数室内定位应用需求.
2024, 49(2): 23-29.
doi: 10.12265/j.gnss.2023192
摘要:
时间频率传递的结果会受到非模型化误差和观测噪声的影响，其噪声常为高频信号，构建低通滤波器可在一定程度上消除观测值序列中的高频噪声信号. 本文对Vondrak滤波函数的本质进行剖析，通过IGG3算法对钟差序列进行定权并采用频率响应法选择适合的滤波因子；对不同的链路分别进行卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer, TWSTFT)、基于软件接收机的卫星双向时间传递(two-way satellite time and frequency transfer based on software defined receiver, SDR-TWSTFT)和短基线共视时间频率传递实验，并对钟差结果采用抗差Vondrak滤波进行平滑去噪. 结果表明：滤波后的钟差序列能够很好地反映原始钟差序列的趋势；平滑后的TWSTFT钟差结果，日波动效应得到了有效的抑制，精度有明显提升；对于共视钟差结果，精度有明显提升，与精密单点定位(precise point positioning，PPP)时间传递结果的差值保持在−1.0~1.0 ns范围内.
时间频率传递的结果会受到非模型化误差和观测噪声的影响，其噪声常为高频信号，构建低通滤波器可在一定程度上消除观测值序列中的高频噪声信号. 本文对Vondrak滤波函数的本质进行剖析，通过IGG3算法对钟差序列进行定权并采用频率响应法选择适合的滤波因子；对不同的链路分别进行卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer, TWSTFT)、基于软件接收机的卫星双向时间传递(two-way satellite time and frequency transfer based on software defined receiver, SDR-TWSTFT)和短基线共视时间频率传递实验，并对钟差结果采用抗差Vondrak滤波进行平滑去噪. 结果表明：滤波后的钟差序列能够很好地反映原始钟差序列的趋势；平滑后的TWSTFT钟差结果，日波动效应得到了有效的抑制，精度有明显提升；对于共视钟差结果，精度有明显提升，与精密单点定位(precise point positioning，PPP)时间传递结果的差值保持在−1.0~1.0 ns范围内.
2024, 49(2): 30-35.
doi: 10.12265/j.gnss.2023190
摘要:
针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)在无人机定位中由于信号过弱或干扰过强而无法正常运行的问题，提出一种基于灰色理论的无人机预定位方法，以解决数据不完整情况下的轨迹坐标预测问题. 该方法利用灰色模型GM(1,1)灰色微分的连续性，根据无人机的历史离散数据建立了坐标点预测模型，利用实测数据验证了该模型的有效性，并通过仿真实验量化分析了灰色模型在定位预测的精确度，计算了其误差概率. 通过与传统定位方式对比可知，该模型所需要的数据量较少且计算方便，实现复杂度较低.
针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)在无人机定位中由于信号过弱或干扰过强而无法正常运行的问题，提出一种基于灰色理论的无人机预定位方法，以解决数据不完整情况下的轨迹坐标预测问题. 该方法利用灰色模型GM(1,1)灰色微分的连续性，根据无人机的历史离散数据建立了坐标点预测模型，利用实测数据验证了该模型的有效性，并通过仿真实验量化分析了灰色模型在定位预测的精确度，计算了其误差概率. 通过与传统定位方式对比可知，该模型所需要的数据量较少且计算方便，实现复杂度较低.
2024, 49(2): 36-42.
doi: 10.12265/j.gnss.2023084
摘要:
在卫星信号接收的过程中，量化是模数转换的重要环节，信号量化会带来能量损失，对于信号后续的处理产生影响，根据信号特性选取合适的量化位数和系统基准功率可以有效改善这种损失. 本文采用量化前后信号信噪比(signal to noise ratio，SNR)对比的形式来直观表示量化损耗，并给出了一般性分析公式. 说明了自动增益控制(automatic gain control，AGC)模块在信号量化中的作用，结合量化损耗公式，通过确定最佳增益系数给出了一种基准功率的选取方式，使得不同SNR的信号量化损耗明显降低. 仿真结果表明：在低位量化时，该方式对卫星导航信号的量化损耗能改善约1.5 dB. 该分析对于接收机的设计以及工程实现具有一定的参考意义.
在卫星信号接收的过程中，量化是模数转换的重要环节，信号量化会带来能量损失，对于信号后续的处理产生影响，根据信号特性选取合适的量化位数和系统基准功率可以有效改善这种损失. 本文采用量化前后信号信噪比(signal to noise ratio，SNR)对比的形式来直观表示量化损耗，并给出了一般性分析公式. 说明了自动增益控制(automatic gain control，AGC)模块在信号量化中的作用，结合量化损耗公式，通过确定最佳增益系数给出了一种基准功率的选取方式，使得不同SNR的信号量化损耗明显降低. 仿真结果表明：在低位量化时，该方式对卫星导航信号的量化损耗能改善约1.5 dB. 该分析对于接收机的设计以及工程实现具有一定的参考意义.
2024, 49(2): 43-53.
doi: 10.12265/j.gnss.2023175
摘要:
针对经典深度学习语义分割网络对建筑物提取存在精度较低、边界模糊和小目标识别困难的问题，本文提出一种增强注意力门控的U型网络(advanced attention gate U-Net，AA_U-Net)用于改善建筑物提取的效果，该网络改进经典U-Net的结构，使用VGG16作为主干特征提取网络、注意力门控模块参与跳跃连接、双线性插值法代替反卷积进行上采样. 实验采用武汉大学建筑物数据集(WHU building dataset，WHD)对比提出的网络与部分经典语义分割网络的提取效果，并探究网络改进的各个模块对提取效果的影响. 结果显示：该网络对建筑物提取的总精度、交并比、查准率、召回率和F1分数分别为98.78%、89.71%、93.30%、95.89%、94.58%，各项评价指标均优于经典语义分割网络，且改进的各个模块有效提高了提取精度，改善了建筑物轮廓不清晰和小目标建筑物破碎的问题，可用于精准提取高分辨率遥感影像中的建筑物信息，对城市规划、土地利用、生产生活、军事侦察等具有指导意义.
针对经典深度学习语义分割网络对建筑物提取存在精度较低、边界模糊和小目标识别困难的问题，本文提出一种增强注意力门控的U型网络(advanced attention gate U-Net，AA_U-Net)用于改善建筑物提取的效果，该网络改进经典U-Net的结构，使用VGG16作为主干特征提取网络、注意力门控模块参与跳跃连接、双线性插值法代替反卷积进行上采样. 实验采用武汉大学建筑物数据集(WHU building dataset，WHD)对比提出的网络与部分经典语义分割网络的提取效果，并探究网络改进的各个模块对提取效果的影响. 结果显示：该网络对建筑物提取的总精度、交并比、查准率、召回率和F1分数分别为98.78%、89.71%、93.30%、95.89%、94.58%，各项评价指标均优于经典语义分割网络，且改进的各个模块有效提高了提取精度，改善了建筑物轮廓不清晰和小目标建筑物破碎的问题，可用于精准提取高分辨率遥感影像中的建筑物信息，对城市规划、土地利用、生产生活、军事侦察等具有指导意义.
2024, 49(2): 54-60.
doi: 10.12265/j.gnss.2022223
摘要:
针对国产不同品牌不同型号的地面接收机天线相位中心(antenna phase center, APC)模型及仪器厂商模型差异，本文分别采用相对定位及精密单点定位(precise single-point positioning, PPP)方法，分析了GPS/BDS高精度定位中基于不同APC改正模型引起的站点估计位置差异，获得了各不同天线APC改正模型对站点估计位置影响的平均差异值. 试验结果表明：不同APC改正模型对站点定位精度的影响相当，对站点估计位置在平面方向影响较小，U方向影响较大；同一种类型的天线在不同实验区域造成的影响具有较好的一致性；同品牌天线对站点估计位置的影响有一定的相似性，尤其是同品牌系列产品其相位中心的影响更为接近.
针对国产不同品牌不同型号的地面接收机天线相位中心(antenna phase center, APC)模型及仪器厂商模型差异，本文分别采用相对定位及精密单点定位(precise single-point positioning, PPP)方法，分析了GPS/BDS高精度定位中基于不同APC改正模型引起的站点估计位置差异，获得了各不同天线APC改正模型对站点估计位置影响的平均差异值. 试验结果表明：不同APC改正模型对站点定位精度的影响相当，对站点估计位置在平面方向影响较小，U方向影响较大；同一种类型的天线在不同实验区域造成的影响具有较好的一致性；同品牌天线对站点估计位置的影响有一定的相似性，尤其是同品牌系列产品其相位中心的影响更为接近.
2024, 49(2): 61-68.
doi: 10.12265/j.gnss.2023164
摘要:
GNSS水汽层析技术可以反演对流层水汽三维时空变化情况，但该技术比较复杂、运算量大，需要消耗一定的时间. 故本文提出了一种利用地基GNSS反演的大气可降水量(precipitable water vapor, PWV)结合水汽在垂直方向上的指数分布特性来计算大气水汽三维分布的快速层析方法. 该方法利用香港地区2022年8月的GNSS数据开展试验，与传统GNSS水汽层析方法进行对比. 试验结果表明：两种方法的层析解算结果与探空数据均具有良好的一致性. 虽然快速层析方法的解算结果在底层区域缺少一些水汽变化的细节信息，精度略逊于传统层析方法，但是在中、高层时精度会有所提升，层析解算结果良好. 而且本文提出的快速层析方法无需构建和解算复杂的层析方程组，可以在大量GNSS测站参与水汽层析时减少计算复杂度，提升运算能力，同时可以更快地得到任意高度层的水汽密度，是一种简便、高效的层析方法.
GNSS水汽层析技术可以反演对流层水汽三维时空变化情况，但该技术比较复杂、运算量大，需要消耗一定的时间. 故本文提出了一种利用地基GNSS反演的大气可降水量(precipitable water vapor, PWV)结合水汽在垂直方向上的指数分布特性来计算大气水汽三维分布的快速层析方法. 该方法利用香港地区2022年8月的GNSS数据开展试验，与传统GNSS水汽层析方法进行对比. 试验结果表明：两种方法的层析解算结果与探空数据均具有良好的一致性. 虽然快速层析方法的解算结果在底层区域缺少一些水汽变化的细节信息，精度略逊于传统层析方法，但是在中、高层时精度会有所提升，层析解算结果良好. 而且本文提出的快速层析方法无需构建和解算复杂的层析方程组，可以在大量GNSS测站参与水汽层析时减少计算复杂度，提升运算能力，同时可以更快地得到任意高度层的水汽密度，是一种简便、高效的层析方法.
2024, 49(2): 69-75.
doi: 10.12265/j.gnss.2023151
摘要:
冬春季节的空气质量预测有助于公众合理安排出行和政府相关部门的交通治理. 细颗粒物(PM2.5)的浓度主要影响因素有大气污染物、水汽等. 为提高PM2.5浓度预测的精度，以京津冀地区为例，利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)与长短期记忆(long short term memory，LSTM)神经网络方法相结合，考虑GNSS、ERA5水汽、大气污染物等观测要素，构建PM2.5的浓度预测模型，预测研究未来24 h的PM2.5的浓度. 利用GNSS水汽校正区域ERA5水汽，并进行精度评定. 利用FFT取大气污染物、第五代大气再分析产品(ECMWF atmospheric reanalysis 5，ERA5)水汽等观测要素的公共变化周期，获得最佳公共周期为78 h；选取最佳公共周期长度的各类要素作为模型输入，24 h序列的PM2.5浓度作为模型输出. 通过均方根误差(root mean square error，RMSE)评价指标进行模型精度评价. 研究结果表明：基于GNSS的ERA5水汽校正模型在秋冬季节ERA5水汽精度优于2 mm. FFT-LSTM模型预测精度在平原地区、山地地区和高原地区为10.22 μg/m3、8.56 μg/m3 和 9.02 μg/m3，预测时效达到24 h. 可有效预测未来24 h的PM2.5浓度. 该模型可为相关部门大气污染治理提供参考.
冬春季节的空气质量预测有助于公众合理安排出行和政府相关部门的交通治理. 细颗粒物(PM2.5)的浓度主要影响因素有大气污染物、水汽等. 为提高PM2.5浓度预测的精度，以京津冀地区为例，利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)与长短期记忆(long short term memory，LSTM)神经网络方法相结合，考虑GNSS、ERA5水汽、大气污染物等观测要素，构建PM2.5的浓度预测模型，预测研究未来24 h的PM2.5的浓度. 利用GNSS水汽校正区域ERA5水汽，并进行精度评定. 利用FFT取大气污染物、第五代大气再分析产品(ECMWF atmospheric reanalysis 5，ERA5)水汽等观测要素的公共变化周期，获得最佳公共周期为78 h；选取最佳公共周期长度的各类要素作为模型输入，24 h序列的PM2.5浓度作为模型输出. 通过均方根误差(root mean square error，RMSE)评价指标进行模型精度评价. 研究结果表明：基于GNSS的ERA5水汽校正模型在秋冬季节ERA5水汽精度优于2 mm. FFT-LSTM模型预测精度在平原地区、山地地区和高原地区为10.22 μg/m3、8.56 μg/m3 和 9.02 μg/m3，预测时效达到24 h. 可有效预测未来24 h的PM2.5浓度. 该模型可为相关部门大气污染治理提供参考.
2024, 49(2): 76-81.
doi: 10.12265/j.gnss.2023219
摘要:
为了探测2023年8月6日山东德州平原县5.5级地震引起的异常环境响应，本文基于震中东北方向约26 km的GNSS观测数据，提出滑动时变频率方法并引入四分位距(interquartile range，IQR)法对地震引发的异常环境响应进行分析. 结果显示，地震发生后N和E方向坐标速度时间序列在9~10 s处出现显著异常，垂向在16 s时出现轻微异常. 滑动时变频率方法能够在速度时间序列异常跳变发生前5~10 s探测到明显变化，显示了更高的灵敏度. 研究还发现，在地震发生前一天，电离层在震中上空出现了异常扰动，异常值达到4 TECU. 研究表明：GNSS技术能有效探测地震过程中的异常环境响应，为地震监测与预警提供了新的视角和工具.
为了探测2023年8月6日山东德州平原县5.5级地震引起的异常环境响应，本文基于震中东北方向约26 km的GNSS观测数据，提出滑动时变频率方法并引入四分位距(interquartile range，IQR)法对地震引发的异常环境响应进行分析. 结果显示，地震发生后N和E方向坐标速度时间序列在9~10 s处出现显著异常，垂向在16 s时出现轻微异常. 滑动时变频率方法能够在速度时间序列异常跳变发生前5~10 s探测到明显变化，显示了更高的灵敏度. 研究还发现，在地震发生前一天，电离层在震中上空出现了异常扰动，异常值达到4 TECU. 研究表明：GNSS技术能有效探测地震过程中的异常环境响应，为地震监测与预警提供了新的视角和工具.
2024, 49(2): 82-87.
doi: 10.12265/j.gnss.2023201
摘要:
GNSS浮标由于特殊的观测环境，数据质量普遍较差，这导致其坐标时间序列存在较高的噪声，并且存在某些阶跃(或称跳变). 针对该问题，本文提出了一种基于滑动窗的双边累积和(cumulative sum，CUSUM)的阶跃探测和修复方法，该方法在非侵入式负荷监测领域已有广泛应用. 对于GNSS精密单点定位(precise point positioning, PPP)计算所得海面高程(sea surface height, SSH)，用该算法探测阶跃并修复后与验潮站参考数据对比，其均方根误差(root mean square error, RMSE)提升了75.5%，相关性提升了7.46%；对于从修复前后的高程时间序列提取的有效波高(significant wave height, SWH)，以海洋浮标(wavebuoy，WB)测量结果作为参考，其RMSE提升了65.22%，相关性提升了208.28%. 研究结果表明：该方法可以有效提高GNSS技术反演海浪参数的精确度和可靠性，为GNSS技术在潮汐信号提取提供有价值的参考，对于提高海洋工程安全性和经济效益具有积极意义.
GNSS浮标由于特殊的观测环境，数据质量普遍较差，这导致其坐标时间序列存在较高的噪声，并且存在某些阶跃(或称跳变). 针对该问题，本文提出了一种基于滑动窗的双边累积和(cumulative sum，CUSUM)的阶跃探测和修复方法，该方法在非侵入式负荷监测领域已有广泛应用. 对于GNSS精密单点定位(precise point positioning, PPP)计算所得海面高程(sea surface height, SSH)，用该算法探测阶跃并修复后与验潮站参考数据对比，其均方根误差(root mean square error, RMSE)提升了75.5%，相关性提升了7.46%；对于从修复前后的高程时间序列提取的有效波高(significant wave height, SWH)，以海洋浮标(wavebuoy，WB)测量结果作为参考，其RMSE提升了65.22%，相关性提升了208.28%. 研究结果表明：该方法可以有效提高GNSS技术反演海浪参数的精确度和可靠性，为GNSS技术在潮汐信号提取提供有价值的参考，对于提高海洋工程安全性和经济效益具有积极意义.
2024, 49(2): 88-97.
doi: 10.12265/j.gnss.2023177
摘要:
本文针对川藏地区连续运行参考站系统(continuously operating reference stations, CORS)基准站站点坐标包含复杂影响因子和丰富且微弱有益的信号的特点，为了解决区域大规模时间序列数据分析处理过程繁琐，且无法大批量处理的问题，设计开发了GNSS坐标时间序列预处理系统，支持大区域多站点批处理解算模式，实现数据产品预处理、下载和可视化，实现了最小二乘拟合、粗差剔除、建模插值和共模误差(common mode error，CME)改正等一体化功能模块的集成. 采用陆态网长期坐标时间序列数据从解算精度与效率两方面对软件进行了性能评估. 结果表明：陆态网各测站N方向和E方向最小二乘拟合的拟合优度R2均约在99%，拟合效果较好；粗差剔除后的时间序列相比于剔除前各方向的WRMS值都有降低；水平方向插值后的结果均方根误差(root mean square error, RMSE)值均优于8 mm. CME剔除后，水平方向和垂直方向均方根(root mean square, RMS)值均有所下降.
本文针对川藏地区连续运行参考站系统(continuously operating reference stations, CORS)基准站站点坐标包含复杂影响因子和丰富且微弱有益的信号的特点，为了解决区域大规模时间序列数据分析处理过程繁琐，且无法大批量处理的问题，设计开发了GNSS坐标时间序列预处理系统，支持大区域多站点批处理解算模式，实现数据产品预处理、下载和可视化，实现了最小二乘拟合、粗差剔除、建模插值和共模误差(common mode error，CME)改正等一体化功能模块的集成. 采用陆态网长期坐标时间序列数据从解算精度与效率两方面对软件进行了性能评估. 结果表明：陆态网各测站N方向和E方向最小二乘拟合的拟合优度R2均约在99%，拟合效果较好；粗差剔除后的时间序列相比于剔除前各方向的WRMS值都有降低；水平方向插值后的结果均方根误差(root mean square error, RMSE)值均优于8 mm. CME剔除后，水平方向和垂直方向均方根(root mean square, RMS)值均有所下降.
2024, 49(2): 98-105.
doi: 10.12265/j.gnss.2023194
摘要:
针对在地面站天线对空间站观测任务中，通常基于卫星工具包(satellite tool kit，STK)软件规划出天线对空间站的方位角和俯仰角，实现天线对空间站的自动跟踪. 为了保证天线跟踪的准确性和可靠性，需要定期计算出准确的空间站轨道和天线的方位俯仰角，并更新规划任务. 因此科学分析与评估空间站两行轨道根数(two line elements，TLE)长期预报精度，对地面站实现空间站的精准跟踪具有重要意义. 本文以中国空间站(China Space Station，CSS)梦天实验舱为例，基于TLE数据，利用STK软件提供的简化常规摄动规模型(simplified general perturbations 4，SGP4)模型计算空间站轨道以及空间站相对于西安地面站的方位角和俯仰角，并分析不同策略下的精度效果. 试验结果表明：在第二天更新空间站的TLE，可以获得较好的轨道结果，从而更好地保障天线的跟踪精度.
针对在地面站天线对空间站观测任务中，通常基于卫星工具包(satellite tool kit，STK)软件规划出天线对空间站的方位角和俯仰角，实现天线对空间站的自动跟踪. 为了保证天线跟踪的准确性和可靠性，需要定期计算出准确的空间站轨道和天线的方位俯仰角，并更新规划任务. 因此科学分析与评估空间站两行轨道根数(two line elements，TLE)长期预报精度，对地面站实现空间站的精准跟踪具有重要意义. 本文以中国空间站(China Space Station，CSS)梦天实验舱为例，基于TLE数据，利用STK软件提供的简化常规摄动规模型(simplified general perturbations 4，SGP4)模型计算空间站轨道以及空间站相对于西安地面站的方位角和俯仰角，并分析不同策略下的精度效果. 试验结果表明：在第二天更新空间站的TLE，可以获得较好的轨道结果，从而更好地保障天线的跟踪精度.
2024, 49(2): 106-110.
doi: 10.12265/j.gnss.2023160
摘要:
降雨强度-极化相移模型的函数表达式较为复杂，难以导出反演降雨强度的解析式. 模拟退火法是一种反演降雨强度的有效方法，虽其能够较好地反演降雨强度，但计算耗时较长. 针对该问题，提出基于二分法的极化相移反演降雨强度算法. 首先将降雨强度反演问题转化为函数零点求解问题；然后采用二分法进行模型解算，并给出了基于二分法的降雨强度反演算法；最后通过仿真实验对新算法的效率进行了验证. 结果表明：与模拟退火算法相比，二分法能够在保证反演精度的前提下显著提升反演效率，将每次反演所需平均时间缩短约75%.
降雨强度-极化相移模型的函数表达式较为复杂，难以导出反演降雨强度的解析式. 模拟退火法是一种反演降雨强度的有效方法，虽其能够较好地反演降雨强度，但计算耗时较长. 针对该问题，提出基于二分法的极化相移反演降雨强度算法. 首先将降雨强度反演问题转化为函数零点求解问题；然后采用二分法进行模型解算，并给出了基于二分法的降雨强度反演算法；最后通过仿真实验对新算法的效率进行了验证. 结果表明：与模拟退火算法相比，二分法能够在保证反演精度的前提下显著提升反演效率，将每次反演所需平均时间缩短约75%.
2024, 49(2): 111-126.
doi: 10.12265/j.gnss.2023105
摘要:
电离层误差严重影响着GNSS的定位精度，GPS、BDS、Galileo、GLONASS有不同的电离层误差校正方法. 全文概述了电离层误差校正方法，综述了单频电离层误差校正、双频电离层误差校正及多频电离层误差校正等技术的原理与发展现状. 在单频电离层误差校正技术中总结了增强系统中的电离层误差校正技术、北斗全球电离层延迟修正模型(BeiDou global ionospheric delay correction model, BDGIM)、Klobuchar模型、单频电离层误差校正技术的优化—附加国际参考电离层(international reference ionosphere, IRI)约束模型和NeQuick-G模型；在双频电离层误差校正技术中重点总结了双频消电离层误差、无电离层组合模型及PPP-RTK技术中电离层误差校正方法；在多频电离层误差校正技术中介绍了高阶项改正和地磁场建模对电离层误差校正技术的优化与改进. 最后，对电离层误差校正技术及其改进方法进行了分析，总结了其发展趋势与方向.
电离层误差严重影响着GNSS的定位精度，GPS、BDS、Galileo、GLONASS有不同的电离层误差校正方法. 全文概述了电离层误差校正方法，综述了单频电离层误差校正、双频电离层误差校正及多频电离层误差校正等技术的原理与发展现状. 在单频电离层误差校正技术中总结了增强系统中的电离层误差校正技术、北斗全球电离层延迟修正模型(BeiDou global ionospheric delay correction model, BDGIM)、Klobuchar模型、单频电离层误差校正技术的优化—附加国际参考电离层(international reference ionosphere, IRI)约束模型和NeQuick-G模型；在双频电离层误差校正技术中重点总结了双频消电离层误差、无电离层组合模型及PPP-RTK技术中电离层误差校正方法；在多频电离层误差校正技术中介绍了高阶项改正和地磁场建模对电离层误差校正技术的优化与改进. 最后，对电离层误差校正技术及其改进方法进行了分析，总结了其发展趋势与方向.
