BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo双频精密单点定位精度分析与评价

卢福康; 余学祥; 肖星星; 胡富杰

doi:10.12265/j.gnss.2022059

BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo双频精密单点定位精度分析与评价

doi: 10.12265/j.gnss.2022059

卢福康^{1, 2, 3,},
余学祥^{1, 2, 3, ,},
肖星星^{1, 2, 3},
胡富杰^{1, 2, 3}

1.
安徽理工大学空间信息与测绘工程学院, 安徽淮南 232001
2.
安徽理工大学矿区环境与灾害协同监测煤炭行业工程研究中心, 安徽淮南 232001
3.
安徽理工大学矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽普通高校重点实验室, 安徽淮南232001

基金项目: 国家自然基金项目(41474026)；安徽省自然科学基金项目(2008085MD114)

详细信息

作者简介:
卢福康：(1995—)，男，硕士，主要从事GNSS数据处理研究

余学祥：(1965—)，男，博士，教授，主要从事GNSS变形监测自动化方面的教学和科研工作

肖星星：(1998—)，男，硕士，主要从事GPS数据处理研究

通讯作者:
余学祥 E-mail：2865221055@qq.com

中图分类号: P228.4
计量
- 文章访问数: 224
- HTML全文浏览量: 97
- PDF下载量: 28
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2022-04-08
- 录用日期: 2022-07-05
- 网络出版日期: 2022-09-26

BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo dual frequency precision single point positioning accuracy analysis and evaluation

LU Fukang^{1, 2, 3
,},
YU Xuexiang^{1, 2, 3
, ,},
XIAO Xingxing^{1, 2, 3},
HU Fujie^{1, 2, 3}

1.
School of Spatial Information and Surveying Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, Chinna
2.
Coal Industry Engineering Research Center of Mcning Area Environment and Disasters Collaborative Monitoring, Anhui University of science and Techology, Huainan 232001, China
3.
Key Laboratory of anhui-Aerospace-Ground Cooperative Monitcring and Early Warning of Cool Mining-Induced Disasters of Anhui Higher Education Institutes, University of Science and Technology, Huainan 232001, China

摘要

摘要: 由于北斗卫星导航系统(BDS)已完成正式组网，有必要对BDS的定位性能进行精度评估与分析. 本文主要通过在MGEX (Multi-GNSS Experiment)选取8个测站5天的观测数据，以北斗二号/北斗三号(BDS-2/BDS-3)为主分析BDS-2/BDS-3、BDS-2/BDS-3/Galileo、BDS-2/BDS-3/GPS、BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo四种不同组合卫星系统静态精密单点定位(PPP)性能，试验结果表明：BDS-2/BDS-3静态PPP在东(E)、北(N)、天顶(U)方向上的定位精度和收敛速度分别优于2.49 cm、2.27 cm、4.04 cm和34.6 min、19.3 min、28.1 min；BDS-2/BDS-3/Galileo静态PPP在E、N、U方向上的定位精度和收敛速度分别优于1.81 cm、1.65 cm、2.94 cm和20.4 min、13.0 min、18.6 min；BDS-2/BDS-3/GPS静态PPP在E、N、U方向上的定位精度和收敛速度分别优于1.67 cm、1.62 cm、2.82 cm和18.3 min、10.2 min、16.1 min；BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo静态PPP在E、N、U方向上的定位精度和收敛速度分别优于1.46 cm、1.40 cm、2.45 cm和14.5 min、9.3 min、14.5 min.
- 北斗二号/北斗三号(BDS-2/BDS-3) /
- GPS /
- Galileo /
- 精密单点定位(PPP) /
- 无电离层组合
Abstract: Since the BeiDou Navigation Satellite System (BDS) has been formally networked, it is necessary to evaluate and analyze the positioning performance of the BDS. This article mainly through 5 days observation data from 8 stations in MGEX (Multi-GNSS Experiment), give priority to with BeiDou-2/ BeiDou-3 (BDS-2/BDS-3) to analysis BDS-2/BDS-3, BDS-2/BDS-3/Galileo, BDS-2/BDS-3/GPS, BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo four different combination of satellite system static precise point positioning (PPP) performance, the experimental results show that the positioning accuracy and convergence speed of BDS-2/BDS-3 static PPP in east (E), north (N) and up (U) directions are better than 2.49 cm, 2.27 cm, 4.04 cm and 34.6 min, 19.3 min and 28.1 min, respectively. The positioning accuracy and convergence speed of BDS-2/BDS-3/GALIEO static PPP in E, N and U directions are better than 1.81 cm, 1.65 cm, 2.94 cm and 20.4 min, 13.0 min, 18.6 min, respectively. The positioning accuracy and convergence speed of BDS-2/BDS-3/GPS static PPP in E, N and U directions are better than 1.67 cm, 1.62 cm, 2.82 cm and 18.3 min, 10.2 min, 16.1 min, respectively. The positioning accuracy and convergence speed of BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo static PPP in E, N and U directions are better than 1.46 cm, 1.40 cm, 2.45 cm and 14.5 min, 9.3 min, 14.5 min, respectively.
- BeiDou-2/BeiDou-3(BDS-2/BDS-3) /
- GPS /
- Galileo /
- precise single point positioning (PPP) /
- ionospheric assemblage

HTML全文

图 1 8个MGEX测站分布图

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 BDS-2/BDS-3的4个测站5天卫星可见平均数

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 BDS-2/BDS-3的4个测站5天静态PPP E、N、U方向偏差及收敛时间

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 BDS-2/BDS-3/Galileo的4个测站5天卫星可见平均数

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 BDS-2/BDS-3/Galileo的4个测站5天静态PPP E、N、U方向偏差及收敛时间

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 BDS-2/BDS-3/GPS的4个测站5天卫星可见平均数

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 BDS-2/BDS-3/GPS的4个测站5天静态PPP E、N、U方向偏差及收敛时间

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo的4个测站5天卫星可见平均数

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 9 BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo的4个测站5天静态PPP E、N、U方向偏差及收敛时间

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 10 8个测站5天四种不同组合卫星系统定位精度及收敛时间总结直观图

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 PPP处理策略

参数	处理策略
函数模型	无电离层组合
随机模型	高度角随机模型
采样间隔/s	30
卫星轨道	精密星历
卫星钟差	精密钟差
卫星高度角/(°)	7
相位缠绕	模型改正
固体潮汐	模型改正
地球自转	模型改正
接收机周跳和钟跳	MW方法和GF组合方法
天线相位中心	igs14_2097模型
电离层延迟	消除电离层组合
对流层延迟	Saastamoinen模型
接收机坐标	作为常数估计
接收机钟差	白噪声估计
模糊度	估计

下载: 导出CSV

表 2 8个测站静态PPP统计结果

误差项	误差值	STD
E/cm	2.49	0.34
N/cm	2.27	0.59
U/cm	4.04	0.47
E_收敛时间/min	34.60	9.72
N_收敛时间/min	19.30	5.20
U_收敛时间/min	28.10	3.50

下载: 导出CSV

表 3 8个测站静态PPP统计结果

误差项	误差值	STD
E/cm	1.81	0.25
N/cm	1.65	0.44
U/cm	2.94	0.26
E_收敛时间/min	20.40	3.64
N_收敛时间/min	13.00	3.28
U_收敛时间/min	18.60	1.84

下载: 导出CSV

表 4 8个测站静态PPP统计结果

误差项	误差值	STD
E/cm	1.67	0.29
N/cm	1.62	0.42
U/cm	2.82	0.26
E_收敛时间/min	18.30	3.12
N_收敛时间/min	10.20	1.84
U_收敛时间/min	16.10	1.77

下载: 导出CSV

表 5 CUSV站30天三方向偏差及收敛时间统计结果

误差项	误差值	STD
E/cm	1.46	0.21
N/cm	1.40	0.36
U/cm	2.45	0.20
E_收敛时间/min	14.50	0.94
N_收敛时间/min	9.30	1.79
U_收敛时间/min	14.60	0.76

下载: 导出CSV

表 6 四种不同组合系统定位精度和收敛时间统计表

系统	定位精度/cm			收敛时间/min
系统	E	N	U	E	N	U
BDS-2/BDS-3	2.49	2.27	4.04	34.6	19.3	28.1
BDS-2/BDS-3/Galileo	1.81	1.65	2.94	20.4	13.0	18.6
BDS-2/BDS-3/GPS	1.67	1.62	2.82	18.3	10.2	16.1
BDS-2/BDS-3/GPS /Galileo	1.46	1.40	2.45	14.5	9.3	14.5

下载: 导出CSV

参考文献(15)

[1]	刘垚. 北斗卫星导航系统在测绘中的应用优化研究[J]. 测绘与空间地理信息, 2020, 43(8): 84-86. DOI: 10.3969/j.issn.1672-5867.2020.08.021
[2]	李玉忠, 马进全. 北斗卫星系统静态观测数据精度分析[J]. 测绘地理信息, 2020, 45(1): 37-39.
[3]	张辉. BDS/GPS组合精密单点定位关键技术研究[D]. 郑州: 战略支援部队信息工程大学, 2019.
[4]	朱松, 毛勇, 易文婷, 等. 北斗系统PPP定位精度及收敛速度分析[J]. 大地测量与地球动力学, 2021, 41(2): 122-124.
[5]	谭述森. 北斗系统创新发展与前景预测[J]. 测绘学报, 2017, 46(10): 1284-1289. DOI: 10.11947/j.AGCS.2017.20170329
[6]	杨宇飞, 杨元喜, 胡小工, 等. 北斗三号卫星两种定轨模式精度比较分析[J]. 测绘学报, 2019, 48(7): 831-839.
[7]	徐宗秋, 庄典, 杨瑞雪, 等. BDS-3基本系统的动态单点定位性能评估[J]. 测绘科学, 2020, 45(6): 46-50.
[8]	ZHANG Z T, LI B F, NIE L W, et al. Initial assessment of BeiDou-3 Global Navigation Satellite System: signal quality, RTK and PPP[J]. GPS solutions, 2019, 23(4): 111. DOI: 10.1007/s10291-019-0905-4
[9]	JIAO G Q, SONG S L, GE Y L, et al. Assessment of BeiDou-3 and Multi-GNSS precise point positioning performance[J]. Sensors, 2019, 19(11): 2496. DOI: 10.3390/s19112496
[10]	CHEN W, HU C W, GAO S, et al. Error correction models and their effects on GPS precise point positioning[J]. Survey review, 2009, 41(313): 238-252. DOI: 10.1179/003962609X390139
[11]	戴金倩, 吴迪, 戴小蕾, 等. BDS-3实时精密单点定位精度分析[J]. 测绘通报, 2020(1): 30-34.
[12]	袁德宝, 张建, 魏盛桃, 等. BDS/GALIEO/GPS单频精密单点定位精度分析与评价[C]//第十一届中国卫星导航年会, 2020: 116-121.
[13]	方震龙. BDS-2/BDS-3精密数据处理理论与方法研究[D]. 济南: 山东大学, 2020.
[14]	朱少林, 岳东杰, 何丽娜, 等. BDS-2/BDS-3融合三频精密单点定位模型及偏差特性分析[J/OL]. (2021-11-05)[2022-04-22]. 武汉大学学报(信息科学版). https://doi.org/10.13203/j.whugis20210273
[15]	张宝成, 欧吉坤, 袁运斌, 等. 基于GPS双频原始观测值的精密单点定位算法及应用[J]. 测绘学报, 2010, 39(5): 478-483.

施引文献

资源附件(0)

访问统计

点击查看大图

图(10) / 表(6)

计量

文章访问数: 224
HTML全文浏览量: 97
PDF下载量: 28
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo双频精密单点定位精度分析与评价

doi: 10.12265/j.gnss.2022059

作者简介:
卢福康：(1995—)，男，硕士，主要从事GNSS数据处理研究

余学祥：(1965—)，男，博士，教授，主要从事GNSS变形监测自动化方面的教学和科研工作

肖星星：(1998—)，男，硕士，主要从事GPS数据处理研究

通讯作者:
余学祥 E-mail：2865221055@qq.com

计量

BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo dual frequency precision single point positioning accuracy analysis and evaluation

计量

目录

留言板

BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo双频精密单点定位精度分析与评价

doi: 10.12265/j.gnss.2022059

作者简介: 卢福康：(1995—)，男，硕士，主要从事GNSS数据处理研究 余学祥：(1965—)，男，博士，教授，主要从事GNSS变形监测自动化方面的教学和科研工作 肖星星：(1998—)，男，硕士，主要从事GPS数据处理研究

通讯作者: 余学祥 E-mail：2865221055@qq.com

计量

出版历程

BDS-2/BDS-3/GPS/Galileo dual frequency precision single point positioning accuracy analysis and evaluation

计量

出版历程

目录

作者简介:
卢福康：(1995—)，男，硕士，主要从事GNSS数据处理研究

余学祥：(1965—)，男，博士，教授，主要从事GNSS变形监测自动化方面的教学和科研工作

肖星星：(1998—)，男，硕士，主要从事GPS数据处理研究

通讯作者:
余学祥 E-mail：2865221055@qq.com