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亚太地区BDS-3/GNSS组合系统单频单点定位性能分析

管庆林 樊春明 王俊杰

管庆林, 樊春明, 王俊杰. 亚太地区BDS-3/GNSS组合系统单频单点定位性能分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(6): 102-108. doi: 10.12265/j.gnss.2022042
引用本文: 管庆林, 樊春明, 王俊杰. 亚太地区BDS-3/GNSS组合系统单频单点定位性能分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(6): 102-108. doi: 10.12265/j.gnss.2022042
GUAN Qinglin, FAN Chunming, WANG Junjie. Single-frequency single-point positioning performance analysis of combined BDS-3/GNSS systems in Asia-Pacific[J]. GNSS World of China, 2022, 47(6): 102-108. doi: 10.12265/j.gnss.2022042
Citation: GUAN Qinglin, FAN Chunming, WANG Junjie. Single-frequency single-point positioning performance analysis of combined BDS-3/GNSS systems in Asia-Pacific[J]. GNSS World of China, 2022, 47(6): 102-108. doi: 10.12265/j.gnss.2022042

亚太地区BDS-3/GNSS组合系统单频单点定位性能分析

doi: 10.12265/j.gnss.2022042
基金项目: 福建省自然科学基金项目(2021J05205);闽江学院科技项目(MYK21010)
详细信息
    通信作者:

    樊春明(1961−),男,博士,教授,主要研究方向为卫星定位与导航用. E-mail:cugqlguan1006@163.com

  • 中图分类号: P2228.1

Single-frequency single-point positioning performance analysis of combined BDS-3/GNSS systems in Asia-Pacific

  • 摘要: 针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)向全球提供定位、导航和授时(PNT)服务后的定位性能评估问题,基于MGEX (Multi-GNSS Experiment) WHU2站7天实测数据,从可视卫星数、几何精度衰减因子(GDOP)、定位精度、定位成功率和伪距残差方面分析了BDS-3及BDS/GNSS组合伪距单点定位(SPP)性能. 结果表明:在亚太地区,BDS-3具有比美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo更优的SPP性能,其水平、垂直和三维精度分别为1.19 m、2.34 m、2.38 m,三维精度比北斗二号卫星导航系统(BDS-2)、GPS、GLONASS和Galileo 的SPP精度分别提升了54.8%、27.2%、86.4%和1.2%. 此外,BDS/GPS/Galileo组合能获得最优的SPP精度,其水平、垂直和三维精度分别为0.96 m、1.66 m、1.77 m,相较于BDS-2/BDS-3 SPP分别提升了18.6%、19.4%和17.3%.

     

  • 图  1  2021年5月2日WHU2站各卫星系统可视卫星数分布

    图  2  WHU2站单系统单频SPP水平误差分布

    图  3  WHU2站单系统单频SPP垂直误差分布

    图  4  WHU2站BDS/GNSS组合单频SPP水平误差

    图  5  WHU2站BDS/GNSS组合SPP垂直误差

    表  1  单频SPP数据处理策略

    SPP模型数据类型与方法参数设置参数/模型
    伪距观测值L1、B1I、G1、E1截止高度角10°
    卫星轨道与钟差广播星历对流层延迟改正Saastamoiene模型[18]
    观测值定权高度角定权电离层延迟改正Klobuchar模型[19]
    接收机位置与钟差高斯迭代-最小二乘估计卫星钟差改正广播星历TGD
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    表  2  WHU2站2021年5月2日至8日各卫星系统平均可视卫星数和平均GDOP

    卫星系统PRN平均可视
    卫星颗数
    平均
    GDOP
    GPS(31颗)G01~G10,G12~G327.03.1
    GLONASS(24颗)R01~R245.15.3
    Galileo(24颗)E01~E05,E07~E09,E11~E15,E18,E19,E21,E24~E27,E30,E31,E33,E366.03.9
    BDS-3(27颗)C19~C30,C32~C468.52.4
    BDS-2(14颗)C01~C04,C06~C14,C1610.03.7
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    表  3  2021年5月2日至8日WHU2站单系统单频SPP结果统计

    卫星系统定位精度RMS/m (1σ)定位成功率/%伪距残差RMS/mBDS-3改善率/%
    水平垂直三维
    BDS-31.192.342.38100.00.36-
    GPS1.603.233.2796.10.4927.2
    GLONASS8.9315.5617.5667.18.1486.4
    Galileo1.402.312.4191.70.671.2
    BDS-21.925.265.2778.40.4454.8
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    表  4  2021年5月2日至8日WHU2站BDS/GNSS组合单频SPP结果统计

    卫星系统定位精度RMS/m定位成功率/%伪距残差/m比BDS-3改善率/%比BDS改善率/%
    水平垂直三维
    BDS-2/BDS-31.182.062.141000.4910.1-
    BDS/GPS1.001.912.011000.6215.56.1
    BDS/GLONASS1.282.492.791001.26−17.2−30.4
    BDS/Galileo1.071.701.791000.5724.816.4
    BDS/GPS/GLONASS1.022.042.351001.17 1.3−9.8
    BDS/GPS/Galileo0.961.661.771000.6025.617.3
    BDS/GLONASS/Galileo1.131.872.191001.14 8.0−2.3
    BDS/GPS/GLONASS/Galileo0.991.782.091001.0912.2 2.3
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  • 收稿日期:  2022-03-21
  • 网络出版日期:  2022-11-14

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