星间单差GPS实时精密卫星钟差估计及精度分析

GPS实时精密卫星钟差是实现实时精密单点定位(RT-PPP)技术的关键,国际GNSS服务组织(IGS)提供的超快速(Ultra-Rapid)实时预报卫星钟差的精度(3ns)较差,不能满足RT-PPP的精度要求。首先利用GNSS区域参考站网数据,建立基于星间单差的观测模型,对GPS卫星钟差进行实时解算,并对钟差解算精度及影响因素进行分析;将解算的GPS卫星钟差用于不同站点的RT-PPP中,对定位结果进行精度分析。分析结果表明,实时解算的GPS卫星钟差的标准差均在0.16 ns以内。从定位结果来看,随着PPP站点与钟差估计区域参考站网距离的增加,其定位精度并没有明显降低,各站点的水平分量精度优于6 cm,高程分量精度优于7 cm,可满足厘米级精度实时精密单点定位的应用要求。     

基于非差模式的精密卫星钟差近实时估计

在目前精密单点定位(PPP)中,GPS卫星钟差的实时估计已经成为影响PPP实时解算一个至关重要的因素。提出一种基于非差模式下利用卡尔曼滤波进行精密卫星钟差参数估计的方法,经验证,与IGS事后精密卫星钟差相比,其精度能够达到0.5~1 ns,高于利用Bernese软件进行解算的结果。基于估计结果和比较可靠的信息数据来源,可以实现较高精度的实时精密单点定位。     

GPS中频信号仿真及软件接收机设计

提出一种中频信号的软件仿真方法,通过对GPS L1C/A码信号的研究,分析GPS中频信号的数学模型。设计实现GPS中频信号仿真器,并以多普勒频率仿真、多径干扰仿真和噪声仿真为例对GPS中频信号进行仿真实验,为GPS软件接收机的设计与验证提供高效平台。在介绍GPS软件接收机原理的基础上,研究信号捕获、信号跟踪及导航电文解算的实现过程。将设计的GPS接收机的定位解算结果与NovAtel接收机实际测量结果进行比较。结果表明:软件接收机各功能模块算法正确,可以满足使用要求,具有良好的灵活性和可扩展性。     

基于GPS钟差预测模型的列车定位技术研究

GPS接收机能够定位列车运行位置并提供安全校验信息,在铁路旅客告知、到站时间预测等方面广泛应用.由于安装在列尾的GPS天线易受到外界环境的干扰而无法接收足够的卫星数据,常规4星定位方法无法实现定位结果.从灰色系统理论的角度探讨GPS接收机钟差序列预测,提出一种新的GPS定位列车位置的算法,通过实测数据验证分析,该算法在...     

单频GPS进行高精度线路测量和有轨车辆定位的有效方法

轨道线路测量和有轨车辆的定位常采用GPS定位技术。利用GPS单频接收机实现高精度快速定位的关键是提高GPS单频相位模糊度解算的效率和成功率。基于轨道线路垂直方向变化不大和有轨车辆沿一定线路行驶的特点,提出一种有效的单频相位模糊度解算方法。对GPS单频接收机提供的定位观测值进行粗差探测、修正和剔除等数据预处理,用低噪声和低多路径效应的载波相位观测值对码伪距观测值进行平滑处理,再用附加约束的方法估计双差模糊度实数解,以此为基础进行模糊度搜索固定。算例显示,该方法可提高模糊度实数解估计的精度和可靠性,缩小模糊度的搜索空间,使模糊度解算效率和成功率得到提高,有利于单频GPS接收机在高精度的线路测量和有轨车辆的定位中得到更广泛的应用。     

GPS定位列车完整性检测方法研究

在GPS定位列车完整性检测过程中,安装在列车尾部的GPS天线易受到列车前进方向车厢遮挡,造成GPS定位条件不完备,使常规4星定位方法受到限制,无法输出定位结果。对此,提出利用虚拟卫星辅助GPS定位的方法实现完整性检测。通过虚拟卫星可增加1个约束方程,同时与3颗可观测卫星构成的3个方程联立,实现列尾定位解算方法 ,达到检测列车完整性的目的。试验结果表明,该方法能够满足列车完整性检测的要求。     

卡尔曼滤波在有轨电车GPS定位中的应用

由于定位和成本的原因,有轨电车系统不同于地铁在轨道铺设大量的应答器进行辅助定位,而通常会采用铺设少量的应答器/信标并结合速度传感器、GPS的方式进行综合定位,因此GPS的定位精度是定位准确性的重要条件之一。由于卫星、接收机钟差以及传播途径等因素会导致GPS定位精度下降,为了提高定位精度,采用卡尔曼滤波对有轨电车位置进行最优估计,通过Matlab分别仿真匀速运动、匀加速运动和变加速运动情况下的目标轨迹。仿真结果表明:采用卡尔曼滤波算法后,目标位置误差值大大降低,很好地降低了噪声影响,提高了定位精度。     

基于GPS和虚拟卫星的列车完整性检查方法研究

将GPS和列尾装置结合可以构成一个冗余的列车完整性检查系统。在列车行驶过程中,由于在列车尾部车钩安装的GPS天线容易被车厢遮挡,常规卫星定位方法受到限制,无法利用GPS进行列车完整性检查。本文提出一种基于GPS和虚拟卫星组合定位完成列车完整性检查的方法。利用列车首部的定位信息确定一颗虚拟卫星,虚拟卫星和3颗可视卫星即可实现列尾定位解算,通过列车首部和列车尾部的位置信息实时地测算车长变化,达到检查列车完整性的目的。本文分析GPS和虚拟卫星组合定位模型,推导定位模型算法和列车完整性检查算法,并进行可行性分析和算法验证。实验表明,列尾定位精度达到3m以内,列车长度误差在10m以内,该方法可满足列车完整性检查的要求。     

浅谈GPS在铁路运输生产中的应用前景

1 GPS简介 　　GPS(Global Positioning System)是高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统,通常称为全球卫星定位系统.它由位于距地球2万公里高,向地球不断发射定位及时间信号的24颗人造卫星组成的卫星网构成.地球上的任何一个GPS接收机,只要接收到四颗以上的卫星发出的信号,经过计算处理后,就可确定GPS接收机(目标)的三维位置(经度、纬度、高度)、时间和运动状态(速度、航向). 　　……     

基于单天线载波相位差分的列车姿态解算方法研究

轨道占用的正确识别是列车安全运行的保障,为了进一步提高列车轨道占用自主识别的准确性,将列车姿态测量引入到自主定位过程中辅助判断列车在道岔区段轨道占用状态。基于此提出一种基于全球卫星导航系统双差载波相位的单天线姿态解算方法,与双天线测姿算法相比其安装成本和难度更低,且无需考虑后期天线支架形变的问题。通过使用时间差分与星间差分相结合的双差模型,将卫星定位过程中的卫星钟差、接收机钟差、对流层误差、电离层误差以及整周模糊度消除。利用卡尔曼滤波算法求解历元间位移矢量坐标,并根据位移矢量坐标进一步求解列车的二维姿态。为了验证测姿算法的有效性,选择了两组青藏线列车真实数据进行仿真实验,结果证明单天线测姿算法偏航角误差均方根可以分别达到0.118 5°和0.160 1°。