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联合GEO/IGSO/MEO的北斗PPP模糊度固定方法与试验分析

2018-03-31袁勇强张柯柯张小红李星星

测绘学报 2018年3期

李 昕,袁勇强,张柯柯,曾 琪,张小红,2,李星星

1. 武汉大学测绘学院,湖北 武汉 430079; 2. 地球空间信息技术协同创新中心, 湖北 武汉 430079

GPS精密单点定位(precise point positioning,PPP)模糊度固定技术缩短了传统PPP的收敛时间,提高了PPP的定位精度,已成为精密定位领域的研究热点[1-4]。中国的北斗卫星导航定位系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)是中国独立发展、自主建设的卫星导航定位系统,截至2017年6月,共有5颗地球静止轨道(geostationary earth orbiting,GEO)卫星,6颗倾斜轨道(inclined geosynchronous orbiting,IGSO)和3颗中地球轨道(medium earth orbiting,MEO)卫星在轨正常运行,为亚太区域的用户提供连续稳定的导航定位服务[5-6]。将PPP模糊度固定技术引入北斗卫星导航定位系统,实现单北斗系统的PPP模糊度固定,对提高北斗系统导航定位精度和应用性能有着重要意义。

与GPS、GLONASS、Galileo等系统不同,北斗卫星伪距观测值中存在显著的系统偏差,该伪距偏差与卫星高度角和信号频率相关,最大可以达到1 m,对北斗卫星相位小数偏差(uncalibrated phase delay,UPD)的估计和模糊度固定有重大的影响[7-11]。文献[12—16]采用Wanninger和Beer的高度角模型消除了IGSO/MEO观测值伪距偏差后,估计得到稳定的IGSO/MEO卫星的UPD产品,从而实现了北斗IGSO和MEO卫星的模糊度固定,有效地缩短GPS/BDS双系统PPP固定解的收敛时间,提高定位精度[12-16]。文献[14]研究发现GEO卫星伪距偏差和轨道误差在小区域内具有一致性,因此可以被吸收到卫星UPD中,利用区域网的数据可以有效地估计北斗GEO卫星的UPD,并应用于区域网测站的GPS/BDS模糊度固定。然而在全球范围内,GEO卫星的伪距偏差和轨道误差无法被卫星UPD吸收,参考站之间UPD估值的互差较大造成GEO卫星的UPD难以正确估计,GEO卫星的模糊度难以正确固定。……

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