Aiming at the problem that with the increase of the demands for ubiquitous location services, the location performance of satellite navigation systems in urban canyons and other scenes is discontinuous with low position accuracy, which cannot meet the service requirements, the paper proposed an integrated positioning algorithm based on global navigation satellite system（GNSS）/fifth-generation（5G） observations: an integrated positioning algorithm model for GNSS/5G observations based on the least squares method was given; and the positioning performances of GNSS/5G integration and a single GNSS were comparatively analyzed; by attaching 5G time difference of arrival（TDOA） observations into the GNSS observations to solve the positioning, the analysis results of positioning performance were given then. Experimental result showed that compared with a single GNSS positioning, the positioning error optimization accuracy of the integrated positioning of GNSS observations and 5 G TDOA observations in the horizontal direction and three dimensional directions would be about 64.6% and 58.21%, respectively,which could effectively improve the positioning performance, providing a reference for the related study on the feasibility of scalable positioning requirements.
为了进一步提高全球卫星导航系统(GNSS)多系统组合精密单点定位(PPP)精度和收敛速度,提出一种GPS/BDS-3/Galileo精密单点定位模糊度固定(AR)方法:利用武汉大学发布的多系统相位小数偏差产品(FCB),采用无电离层组合 PPP模型,实现全球定位系统(GPS)/北斗三号卫星导航系统(BDS-3)/伽利略卫星导航系统(Galileo)三系统组合精密单点定位模糊度解算(PPP-AR);并通过对PPP收敛速度以及定位精度等方面进行分析来评估组合后的定位结果.实验结果表明,在数据观测质量方面,地面观测站同时观测三系统卫星总数可以达到 31 颗;三系统各频点的多路径误差基本在 0.3 m以内,三系统各频点的信噪比基本在 37 dB•Hz以上;在采用FCB产品进行PPP-AR方面,定位收敛时间优于 11.25 min,东、北、天(E、N、U)3 个方向的定位精度分别优于 1.5、1.1、4.7 cm;相对于PPP浮点解的结果,三系统组合PPP-AR在定位收敛时间和定位结果方面分别提升 21%和 20%左右.
为了响应自然资源部和国家保密局对于基准站观测数据的数据保密要求,提出一种基准站数据脱敏方法:应用单基准站虚拟化数据脱敏算法在每个具有保密属性的基准站附近生产对应的虚拟站;然后使用"北斗精准服务网"的 1500 个基准站进行数据质量测试,得出其中有 98.2%其物理站与虚拟站的有效率相等,92.1%其物理站与虚拟站的周跳个数差值小于 2 个;使用虚拟站数据进行单站实时动态差分法(RTK)载波相位相对定位、网络 RTK 服务的定位测试,得出虚拟站数据对水平定位影响不显著,对高程定位的影响约有几毫米;使用 150 个基准站的物理站、虚拟站进行精密单点定位(PPP)测试,得出物理站和虚拟站定位均方根(RMS)差距为东方向 0.1 mm(94%)、北方向 0.1 mm(97%)、天顶方向 0.2 mm(95%).结果表明,提出的方法可以保证虚拟站与基准站观测数据具有一致的数据质量.
针对北斗卫星导航系统(BDS)中特有的地球静止轨道(GEO)卫星存在轨道精度低和空间结构变化缓慢的问题,分析GEO卫星对BDS中长基线精密定位的影响:基于BDS中长基线精密定位算法,采用连续运行参考站系统(CORS)观测数据,对倾斜地球同步轨道(IGSO)+中圆地球轨道(MEO)+GEO组合和IGSO+MEO组合分别进行基线解算,探讨GEO卫星对BDS中长基线精密定位的卫星几何构型、宽巷模糊度固定效果、窄巷模糊度首次固定时间及定位精度的影响.实验结果表明,部分GEO卫星宽巷模糊度的小数部分存在系统性偏差,其宽巷模糊度需要 5 h左右才能得到 90%的固定率;加入GEO卫星后,窄巷模糊度首次固定时间从 25 缩短到 16 min,缩短了 36%;BDS全星座组合的 2 h静态解算精度水平方向为 2.1 cm,高程方向为 3.5 cm;GEO卫星有利于提升BDS中长基线定位性能.
针对全球卫星导航系统(GNSS)中高级接收机自主完好性监测(ARAIM)技术采用不同的计算保护水平(PL)的方法,这些不同方法计算得到的PL之间的差异和对用户可用性的影响不明的问题,提出一种GNSS ARAIM保护水平算法的性能分析方法:介绍 4 种 PL计算方法,并分析它们之间的数理关系;然后基于多模 GNSS实验跟踪网(MGEX)跟踪站多天的全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统(BDS)实测数据以及城市车载动态数据,比较分析 4 种方法计算得到的PL数值和计算时间上的差异;最后利用仿真模拟计算分析 4 种方法对全球用户可用性和覆盖率的影响.结果表明,基于分隔解(SS)检验量且完好性风险优化分配的 PL 方法在运行时间上与其他 3 种方法的差异最大不超过 0.2 s,该方法在实测数据实验中计算得到的PL最小,具有最优性能;在仿真实验中全球范围内 VPL值(99.9%)小于 35 m的覆盖率在 4 种方法中最高,可达 81.32%;此外,双系统下 4 种方法全球用户的覆盖率均为 100%,均可满足垂直引导至200 英尺高度定位器性能(LPV-200)阶段的可用性指标.
