北斗GPS组合基线解算精度分析文献综述

 2023-08-17 16:32:48

文献综述(或调研报告):

1、引言

随着卫星导航系统的不断建设和完善,特别是我国的北斗三号系统正式提供全球服务,天空中可视卫星的数目越来越多,卫星数据中的信号频谱的类型也在逐渐增加,多系统GNSS数据处理与应用成为当下卫星导航领域的研究热点。

基线解算是GNSS定位中一项很重要的内容,其广泛应用于全球性板块运动监测、地球空间大地测量学、GNSS 气象学、工程测量学、变形监测等领域[1-3]。基线解算采用载波双差观测方程(即差分模型),差分模型可以消除或减弱一些具有系统性误差的影响,如卫星轨道误差、卫星和接收机种差以及大气折射误差等,以达到提高定位精度的目的[4-5]。目前,GPS单系统的基线解算理论已经相当成熟,并且已应用于科研和工程方面。北斗/GPS组合基线解算理论正在展开研究,并在很多领域得到了应用。利用北斗/GPS双系统观测数据可以提高定位精度,也能保证在遮挡等特殊观测环境下,提供可靠稳定的定位服务,具有很高的应用价值。

2、国内外研究现状

2.1北斗/GPS系统发展建设现状

2.1.1北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。北斗卫星导航系统于2000年开始着手组建,截至2019年12月底,我国已成功发射了28颗北斗三号卫星:1颗地球静止轨道(GEO)卫星、24颗中圆地球轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星,标志着北斗三号系统核心星座部署完成,系统服务性能和用户体验全面提升,世界各地均可享受到北斗系统服务。北斗三号系统在北斗二号系统性能的基础上,进一步提升1~2倍的定位精度,其中水平方向精度达到2.5m~5m,在保留北斗二号短报文功能的前提下,提升了相关性能。2020年6月前,北斗三号系统将全面建成。2035年,我国将建成以北斗系统为核心,更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系,进一步提升时空信息服务能力,实现北斗高质量建设发展。

2.1.2 GPS系统

GPS是20世纪70年代由美国国防部领导建设,可实现全天候导航、定位、授时功能,是世界上最先发展起来的无线电信号导航定位系统。该系统由空间部分、地面控制部分和监测部分、用户设备部分三部分构成。空间部分的卫星星座基本参数为21 3(备用)颗卫星,六个轨道面,55度轨道倾角,达到全球化观测的目的。地面监控部分主要实现卫星数据收集、数据处理、监测协调、卫星控制等功能。用户设备部分即地面GPS接收机用户,对GPS数据进行解析获取电文等信息,得出接收机测站的三维位置、三维速度、时间等信息。GPS现代化是目前GPS卫星系统的发展核心,即实施广域、局域增强系统计划,完善系统的安全性、可用性[6]

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