"GPS与北斗双系统组合定位算法的实现"
在过去的20年中,我国大多数大地与工程领域的测量任务依赖GPS系统展开。虽然GPS系统具有技术成熟、配套软硬件完善、应用范围广泛等优良特点,但是在外交关系紧张或者战时关闭我国上空的卫星服务,将严重影响我国目前很多基于导航定位服务的产业及应用。
基于国防及国民经济发展的需求,我国于上世纪90年代开启了北斗导航定位系统的研发,2012年底北斗二代区域卫星导航定位系统正式组网成功,开始向亚太地区用户提供无源定位、导航、授时服务。近年来,随着越来越多的接收机开始兼容北斗系统,GPS与北斗系统的联合应用也逐渐成为导航定位、大地测量等领域的研究热点。
当GPS与北斗双系统进行组合定位应用时,较任意单一系统增加更多冗余观测数据,不仅能有效提高定位的精度,而且还可以提高整体系统的可用性及可靠性。近几年来,众多国内外专家学者从不同系统的时空基准、组合解算函数模型、联合应用随机模型的选取等方面开展GPS与北斗双系统组合定位算法研究,为将来双系统深层次的组合应用打下了坚实的基础。
本文根据定位解算的基本原理推导给出了GPS与北斗双系统组合单点定位的函数模型,并且采用基于Helmert方差分量估计的验后定权方法作为组合定位的随机模型进行双系统定位解算,最后利用多个IGS测站的实测数据对算法进行了测试分析。
1. 双系统定位算法
1.1 函数模型
在进行GPS与北斗双系统组合单点定位解算时,对GPS、北斗系统各频段的伪距观测量可分别罗列如下方程:
引 用 格 式 :曾 泳 谕 ,丘 泉 .GPS与北斗双系统组合定位算法的实现[J ].矿 山 测 量 ,2018,46(2):23 -26.
式中,上标()和*分别表示卫星编号、GPS系统和北斗系统;下标+ ,$* 分别表示伪距观测量、卫星编号和系统类型。
通过对GPS与北斗双系统组合单点定位的函数模型推导,可以得到以下结论:
(1)GPS与北斗双系统组合单点定位的函数模型,可以有效地提高定位的精度和可靠性。
(2)基于Helmert方差分量估计的验后定权方法,可以作为组合定位的随机模型,提高整体系统的可用性。
(3)多个IGS测站的实测数据测试结果表明,本文提出的GPS与北斗双系统组合定位算法是可行的。
本文的研究结果可以为GPS与北斗双系统组合定位算法的深层次应用奠定基础,提高大地测量、导航定位等领域的技术水平和应用价值。
在未来的研究中,可以进一步探索GPS与北斗双系统组合定位算法在不同应用场景中的应用价值和技术挑战,例如,在矿山测量、地理信息系统、自动驾驶等领域的应用。
此外,也可以探索新的随机模型和组合算法,以提高GPS与北斗双系统组合定位算法的精度和可靠性。
本文的研究结果可以为GPS与北斗双系统组合定位算法的深层次应用奠定基础,提高大地测量、导航定位等领域的技术水平和应用价值。