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

BDS-3 PPP/INS紧组合定位性能分析

宋德彪 孙付平 肖凯 柯晔 商向永 于圆

宋德彪, 孙付平, 肖凯, 柯晔, 商向永, 于圆. BDS-3 PPP/INS紧组合定位性能分析[J]. 全球定位系统, 2023, 48(2): 30-35. doi: 10.12265/j.gnss.2022196
引用本文: 宋德彪, 孙付平, 肖凯, 柯晔, 商向永, 于圆. BDS-3 PPP/INS紧组合定位性能分析[J]. 全球定位系统, 2023, 48(2): 30-35. doi: 10.12265/j.gnss.2022196
SONG Debiao, SUN Fuping, XIAO Kai, KE Ye, SHANG Xiangyong, YU Yuan. Performance analysis of BDS-3 PPP/INS tightly-coupled positioning[J]. GNSS World of China, 2023, 48(2): 30-35. doi: 10.12265/j.gnss.2022196
Citation: SONG Debiao, SUN Fuping, XIAO Kai, KE Ye, SHANG Xiangyong, YU Yuan. Performance analysis of BDS-3 PPP/INS tightly-coupled positioning[J]. GNSS World of China, 2023, 48(2): 30-35. doi: 10.12265/j.gnss.2022196

BDS-3 PPP/INS紧组合定位性能分析

doi: 10.12265/j.gnss.2022196
基金项目: 国家自然科学基金(42104034); 国家自然科学基金(42174047)
详细信息
    作者简介:

    宋德彪:(1997—),男,硕士研究生,研究方向为PPP/INS紧组合定位

    孙付平:(1964—),男,博士生导师,教授,研究方向为大地测量与组合导航

    肖凯:(1989—),男,研究生导师,副教授,研究方向为卫星导航与组合导航

    通讯作者:

    孙付平 E-mail: sun.fp@163.com

  • 中图分类号: P228.4

Performance analysis of BDS-3 PPP/INS tightly-coupled positioning

  • 摘要: 随着我国北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)的全面建成,基于BDS-3的高精度定位定姿应用需求日益迫切. 推导了无电离层组合模式BDS-3 精密单点定位(PPP)模型及地心地固坐标系下的惯性导航系统(INS)误差方程,构建了BDS-3 PPP/INS紧组合定位滤波模型,分别针对BDS-3 PPP、BDS-3 PPP/INS松组合、BDS-3 PPP/INS紧组合三种模式进行了定位性能评估. 实验结果表明:BDS-3 PPP/INS松组合与 BDS-3 PPP位置精度基本一致;BDS-3 PPP/INS紧组合在东(E)、北(N)、天顶(U)方向位置精度为分别7.9 cm、9.3 cm、9.4 cm,较BDS-3 PPP/INS松组合位置精度分别提升了38.3%、33.1%、35.6%,速度精度分别提升了27.3%、45.8%、12%,姿态精度相当.

     

  • 图  1  车载实验平台及惯导、接收机设备图

    图  2  基准站位置及行程路线图

    图  3  可观测BDS 卫星数量图

    图  4  BDS-3 PPP、BDS-3 PPP/INS松组合和BDS-3 PPP/INS紧组合位置误差时间序列图

    图  5  BDS-3 PPP/INS松组合和紧组合两种误差时间序列图

    表  1  三种处理方案位置的RMSE统计 cm

    解算模式ENU
    BDS-3 PPP13.414.214.2
    BDS-3 PPP/INS松组合12.813.914.6
    BDS-3 PPP/INS紧组合7.99.39.4
    下载: 导出CSV

    表  2  两种处理方案速度、姿态的RMSE

    解算模式速度/cm/s姿态/(°)
    ENU横滚角俯仰角航向角
    BDS-3 PPP/INS紧组合0.4800.4500.2200.0240.0240.025
    BDS-3 PPP/INS松组合0.6600.8300.2500.0240.0240.027
    下载: 导出CSV
  • [1] ZHANG Y F, GAO Y. Integration of INS and Un-Differenced GPS measurements for precise position and attitude determination[J]. Journal of navigation, 2008, 61(1): 87-97. DOI: 10.1017/S0373463307004432
    [2] 吴富梅. GNSS/INS组合导航误差补偿与自适应滤波理论的拓展[D]. 郑州: 解放军信息工程大学, 2010.
    [3] DU S. Integration of precise point positioning and low cost MEMS IMU[D]. University of Calgary, 2010.
    [4] ELSHEIKH M, ABDELFATAH W F, NOURELDIN A, et al. Low-cost real-time PPP/INS integration for automated land vehicles[J]. Sensors, 2019, 19(22): 4896. DOI: 10.3390/s19224896
    [5] GAO Z Z, GE M R, SHEN W B, et al. Evaluation on the impact of IMU grades on BDS+ GPS PPP/INS tightly coupled integration[J]. Advances in space research, 2017, 60(6): 1283-1299. DOI: 10.1016/j. asr.2017.06.022
    [6] GAO Z Z, ZHANG H P, GE M R, et al. Tightly coupled integration of multi-GNSS PPP and MEMS inertial measurement unit data[J]. GPS solutions, 2017, 21(2): 377-391. DOI: 10.1007/s10291-016-0527-z
    [7] 高周正. 多模GNSS PPP/INS组合系统算法与应用研究[D]. 武汉: 武汉大学, 2016.
    [8] LIU S, SUN F P, ZHANG L D, et al. Tight integration of ambiguity-fixed PPP and INS: model description and initial results[J]. GPS solutions, 2016, 20(1): 39-49. DOI: 10.1007/s10291-015-0464-2
    [9] DU Z Q, CHAI H Z, XIAO G R, et al. The realization and evaluation of PPP ambiguity resolution with INS aiding in marine survey[J]. Marine geodesy, 2020, 44(2): 1-22. DOI: 10.1080/01490419.2020.1852986
    [10] 张且且, 赵龙, 周建华. 抗差自适应分步滤波算法在 PPP/INS组合导航中的应用[J]. 导航定位与授时, 2020, 7(5): 73-81.
    [11] 刘帅, 孙付平, 张伦东, 等. INS辅助周跳修复以实现精密单点定位瞬时重新收敛[J]. 中国惯性技术学报, 2015, 23(5): 607-614. DOI: 10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2015.05.010
    [12] 黎蕾蕾, 杨盛, 丁学文, 等. 一种INS辅助的PPP周跳探测方法[J]. 测绘学报, 2018, 47(11): 1457-1465. DOI: 10.11947/j.AGCS.2018.20170315
    [13] DU S, GAO Y. Inertial aided cycle slip detection and identification for integrated PPP GPS and INS[J]. Sensors, 2012, 12(11): 14344-14362. DOI: 10.3390/s121114344
    [14] 杨长风. 进入全球服务新时代的北斗系统[J]. 卫星应用, 2022(4): 8-9. DOI: 10.3969/j.issn.1674-9030.2022.04.005
  • 加载中
图(5) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  194
  • HTML全文浏览量:  98
  • PDF下载量:  28
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-27
  • 网络出版日期:  2023-05-04

目录

    /

    返回文章
    返回