BDS-3精密单点定位模糊度解算及性能评估

谭涵

doi:10.12265/j.gnss.2022107

BDS-3精密单点定位模糊度解算及性能评估

doi: 10.12265/j.gnss.2022107

谭涵^,

重庆市勘测院, 重庆 401121

基金项目: 国家重点研发计划(2018YFB0505403)

详细信息

作者简介:
谭涵：(1995—)，女，硕士，工程师，主要从事大地测量方面的研究工作

通讯作者:
谭涵 E-mail：tanhan@whu.edu.cn

中图分类号: P228.1
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出版历程
- 收稿日期: 2022-06-14
- 录用日期: 2022-08-20
- 网络出版日期: 2022-11-11

BDS-3 precise point positioning ambiguity resolution and performance assessment

TAN Han^,

Chongqing Survey Institute, Chongqing 401121, China

摘要

摘要: 基于国际GNSS服务(IGS)提供的MGEX (Multi-GNSS Experiment)的观测数据，对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)相位小数偏差(UPD)进行估计，进一步开展基于精密单点定位(PPP)的浮点/固定解试验，分析评估其定位性能. 结果表明：北斗卫星导航系统(BDS)定位精度与GPS大致相当； BDS-3 PPP在东(E)、北(N)、天顶(U)三个方向上浮点解的平均均方根(RMS)分别为1.4 cm、1.0 cm、1.6 cm；通过模糊度固定算法，可将三个方向的定位精度提升至0.9 cm、0.7 cm、1.4 cm.
- 北斗卫星导航系统(BDS) /
- 精密单点定位(PPP) /
- 模糊度固定算法 /
- 相位小数偏差(UPD) /
- 定位精度
Abstract: Based on the IGS-MGEX observation data, the BeiDou-3 Navigation Satellite System (BDS-3) satellite uncalibrated phase delay (UPD) is estimated. In order to analyze the performance current BDS-3 constellation, both the float and fixed precise point positioning (PPP) are tested. The results show that the accuracy of BDS-3 PPP is roughly equivalent to that of GPS. The average root mean square (RMS) of BDS-3 float PPP solutions are 1.4 cm, 1.0 cm, and 1.6 cm for east (E), north (N), and up (U) direction, while the accuracy can be improved to 0.9 cm, 0.7 cm, and 1.4 cm respectively with ambiguity resolution.
- BeiDou Navigation Satellite System (BDS) /
- precise point positioning(PPP) /
- ambiguity resolution /
- uncalibrated phase delay (UPD) /
- positioning accuracy

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图 1 UPD估计以及PPP测试测站分布

注：蓝色点表示用于UPD估计的测站，红色五角星表示用于PPP测试的测站.

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图 2 BDS-3和GPS卫星2020年年积日第60—89天的WL UPD序列

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图 3 BDS-3卫星WL UPD序列标准差统计结果

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图 4 BDS-3和GPS 2020年年积日第85天的NL UPD序列

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图 5 BDS-3卫星NL UPD序列标准差统计结果

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图 6 ONSA站和VIS0站2020年年积日第62天BDS-3和GPS PPP浮点解定位误差序列

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图 7 ONSA站和VIS0站2020年年积日第62天BDS-3 PPP浮点解和固定解的定位误差序列

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图 8 BDS-3 PPP 固定解的固定百分比统计

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表 1 UPD估计和PPP计算处理策略

类别	处理策略
观测值	非差原始观测值
组合类型	无电离层组合
信号选择	B1+B3
卫星轨道和钟差	武汉大学IGS分析中心产品
采样率/s	30
截止高度角/(°)	7
观测值加权方式	高度角定权
天线相位缠绕	模型改正^[20]
对流层延迟	采用Saastamoinen模型和GMF函数改正 ZTD估计采用分段常数，梯度为2 h
测站坐标	白噪声逐历元估计
接收机钟差	白噪声逐历元估计

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表 2 8个PPP测站基本信息

测站	国家	纬度	经度	接收机类型	天线类型
HARB	南非	25.9°S	27.7°E	SEPT POLARX5TR	TRM59800.00	NONE
HERS	英国	50.9°N	0.3°E	SEPT POLARX5TR	LEIAR25.R3	NONE
KIR8	瑞典	67.9°N	21.1°E	TRIMBLE ALLOY	LEIAR25.R3	LEIT
KOUR	法属圭亚那	5.2°N	52.8°W	SEPT POLARX5	SEPCHOKE_B3E6	NONE
ONSA	瑞典	57.4°N	11.9°E	SEPT POLARX5TR	AOAD/M_B	OSOD
TOW2	澳大利亚	19.3°S	147.1°E	SEPT POLARX5	LEIAR25.R3	NONE
VIS0	瑞典	57.7°N	18.4°E	SEPT POLARX5	AOAD/M_B	OSOD
WUH2	中国	30.5°N	114.4°E	JAVAD TRE_3	JAVRINGANT_GST	NONE

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表 3 BDS-3 PPP和GPS PPP E、N、U三个分量上的平均RMS cm

	E				N				U
测站	浮点解		固定解		浮点解		固定解		浮点解		固定解
	BDS-3	GPS	BDS-3	GPS	BDS-3	GPS	BDS-3	GPS	BDS-3	GPS	BDS-3	GPS
HARB	1.5	1.2	0.9	0.8	0.5	0.8	0.5	0.5	2.0	1.8	1.3	1.0
HERS	1.2	0.7	0.6	0.5	0.6	0.7	0.6	0.6	2.0	0.8	2.0	0.6
KIR8	1.0	0.6	0.7	0.5	1.4	0.3	0.8	0.2	1.1	1.7	0.9	0.9
KOUR	0.8	1.4	0.7	0.8	1.2	0.5	0.9	0.5	2.2	3.9	1.6	3.6
ONSA	1.5	0.7	0.8	0.4	0.3	0.3	0.3	0.2	1.0	1.1	0.8	0.6
TOW2	0.9	0.8	0.8	0.6	1.2	0.4	0.7	0.3	1.5	1.4	1.3	0.8
VIS0	2.3	1.1	1.7	0.6	1.2	0.6	0.7	0.7	1.5	1.5	1.4	0.8
WUH2	1.6	1.0	0.8	0.5	1.3	0.7	0.8	0.6	1.8	1.5	1.5	0.9

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