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BDS-3新频点B1C/B2a动态数据特性及PPP精度分析

刘永正 蔡昌盛 崔先强 朱永兴

刘永正, 蔡昌盛, 崔先强, 朱永兴. BDS-3新频点B1C/B2a动态数据特性及PPP精度分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(5): 22-27. doi: 10.12265/j.gnss.2022064
引用本文: 刘永正, 蔡昌盛, 崔先强, 朱永兴. BDS-3新频点B1C/B2a动态数据特性及PPP精度分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(5): 22-27. doi: 10.12265/j.gnss.2022064
LIU Yongzheng, CAI Changsheng, CUI Xianqiang, ZHU Yongxing. BDS-3 dynamic data characteristics for new signals of B1C/B2a and PPP accuracy analysis[J]. GNSS World of China, 2022, 47(5): 22-27. doi: 10.12265/j.gnss.2022064
Citation: LIU Yongzheng, CAI Changsheng, CUI Xianqiang, ZHU Yongxing. BDS-3 dynamic data characteristics for new signals of B1C/B2a and PPP accuracy analysis[J]. GNSS World of China, 2022, 47(5): 22-27. doi: 10.12265/j.gnss.2022064

BDS-3新频点B1C/B2a动态数据特性及PPP精度分析

doi: 10.12265/j.gnss.2022064
基金项目: 国家重点研发计划(2020YFA0713501);国家自然科学基金项目(42174040);湖南省自然科学基金(2020JJ4111);中南大学研究生校企联合创新项目(1053320200334)
详细信息
    作者简介:

    刘永正:(1998—),男,硕士,主要研究方向为GNSS精密定位

    蔡昌盛:(1977—),男,博士,教授,主要研究方向为GNSS导航和精密定位

    崔先强:(1975—),男,博士,副教授,主要研究方向为动态导航定位数据处理及应用

    朱永兴:(1986—),男,博士,主要研究方向为卫星导航总体及应用研究

    通讯作者:

    崔先强 E-mail:cuixianqiang@csu.edu.cn

  • 中图分类号: P228.4

BDS-3 dynamic data characteristics for new signals of B1C/B2a and PPP accuracy analysis

  • 摘要: 通过载噪比(CNR)、数据完整率、伪距与载波相位观测值噪声和伪距多路径效应四个指标对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)新频点B1C/B2a车载动态数据的特性进行了分析,测试了BDS-3新频点动态精密单点定位(PPP)的性能,并与其它全球卫星导航系统(GNSS)进行了对比. 试验结果表明,BDS-3新频点B2a平均CNR优于北斗卫星导航系统(BDS)其它频率,但略差于GPS L5;相较于其它GNSS,BDS数据完整率相对较高,其中BDS-3 B2a新频点数据完整率最高;BDS-3 B2b伪距观测值噪声最小,B1C和B2a伪距观测值噪声约为B2b信号的3倍,但不同频率相位观测值噪声处于同一量级;对于伪距多路径而言,BDS-3 B1C/B2a 信号略小于B2b 信号. 总体而言,GPS L5信号抑制多路径效应的能力最强. 在动态PPP性能方面,BDS-3 B1C/B2a双频组合动态PPP定位精度最优,其三维(3D)均方根(RMS)误差为0.439 m,相比BDS B1I/B3I、GPS L1/L2、GLONASS G1/G2和Galileo E1/E5a双频组合PPP,其精度改善率分别为49%、56%、81%和42%.

     

  • 图  1  GNSS车载动态数据采集装置及行驶轨迹

    图  2  BDS/Galileo/GPS/GLONASS各卫星各频率CNR分布图

    图  3  BDS/Galileo/GPS/GLONASS不同频率观测值平均数据完整率

    图  4  不同GNSS各频率所有卫星伪距多路径RMS平均值

    图  5  各GNSS系统可见卫星数量及PDOP分布图

    图  6  各GNSS系统单星座动态PPP定位误差曲线图

    表  1  各GNSS系统各频率伪距和载波相位观测值残差RMS 统计值 m

    卫星系统频率伪距残差RMS相位残差RMS
    BDSB1C0.1190.023
    B2a0.0860.021
    B2b0.0350.021
    B1I0.1340.022
    B2I0.0890.017
    B3I0.0720.018
    GalileoE10.1180.022
    E5a0.0750.019
    E5b0.0810.020
    E50.051-
    E60.0880.021
    GPSL10.1720.023
    L20.2050.021
    L50.0850.018
    GLONASSG10.2710.025
    G20.3260.024
    G30.0980.021
    下载: 导出CSV

    表  2  PPP参数估计具体处理策略

    项目处理策略
    电离层延迟估计
    对流层延迟模型改正干延迟,估计湿延迟
    卫星截止高度角10°
    卫星轨道与钟差GFZ精密产品
    天线相位偏差igs14.atx
    天线相位缠绕模型改正
    地球自转效应模型改正
    相对论效应模型改正
    潮汐模型改正
    接收机坐标随机游走
    接收机钟差白噪声
    模糊度浮点解
    参数估计方法卡尔曼滤波
    观测值定权方法高度角与CNR联合定权
    下载: 导出CSV

    表  3  各GNSS系统动态PPP定位误差RMS统计值 m

    系统ENU3D
    BDS(b)0.150.170.380.44
    BDS(a)0.420.250.720.87
    GPS0.470.720.511.00
    Galileo0.070.090.750.76
    GLONASS0.870.272.182.36
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-14
  • 录用日期:  2022-07-28
  • 网络出版日期:  2022-09-26

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