北斗伪距多路径分析及单点定位解算.pdf

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1、第4期矿山测量No．42013年8月MINESURVEYINGAUg．2013doi：10．3969／j．!ssn．1001—358X．2013．04．07北斗伪距多路径分析及单点定位解算木陆亚峰，楼立志，马绪瀛“，蒋海林(1．同济大学测绘与地理信息学院，上海200092；2．61175部队，南京210049)摘要：文中利用北京站实测数据开展相关数据质量分析，利用改进后的Skyplot软件，MATLAB编制的程序计算、绘图，直观反映出GEO、IGSO和MEO卫星高度角、方位角以及伪距多路径误差，通过分析得出它们之间的相

2、关性。最后通过解算，得到北京站北斗伪距点定位结果，得出平面精度可以达到4m左右，高程定位精度优于8m，能满足普通导航定位需求。关键词：北斗卫星；导航系统；数据质量；多路径效应；单点定位中图分类号：P228．1文献标识码：B文章编号号：1001—358X(2013)04—0018—04北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星式中，P、P：、P，为三个频点的伪距观测量，。、定位系统，是继美全球定位系统(GPS)和俄罗斯：、。为三个频点的载波相位观测量(单位为周)，GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。截止A。、A：、

3、A。为三个频点载波的波长，为三个频到2012年底，北斗卫星导航系统在轨工作卫星有5，2f2颗地球静止轨道(GEO)卫星、4颗中地球轨道点的频率，a。=暑j、，=。可以容易地验证，多2)3(MEO)卫星和5颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星。径噪声公式(1)中消除了星地几何距离、钟差、各项该系统已具备覆盖亚太地区的导航定位服务能误差改正和大气延迟改正，仅残余模糊度和通道时力⋯。随着北斗卫星导航定位系统建设进程的推延的组合值、多径误差和噪声相关。模糊度和通道进，国内外的学者从卫星钟差，对流层，多路径等相时延组合值当做模糊度

4、求解后，仅与多径和噪声关误差开展研究，分析并改正了相关误差后，评估了相关。单点定位的精度]。1．2伪距单点定位模型本文利用北京站实测数据开展相关数据质量分历元t时刻的伪距的观测方程可表示为：析，利用MATLAB编制的程序计算并绘图，直观反映(t)=P(t)+cA8(t)+Cor出GEO、IGSO和MEO卫星高度角、方位角以及伪距其中(t)为卫星i与测站k的码伪距观测值，多路径误差的特性。最后通过解算，得到北京站北斗伪距点定位结果，评估其现阶段的定位精度。P(t)为卫星i与测站k的几何距离，c为光速，艿(t)为接收机钟差

5、和卫星钟差之差，Cor为其余因素所引1北斗伪距处理原理起的距离偏差。几何距离可表示为：1．1伪距多路径误差提取P(t)=如果忽略载波相位中的多径和噪声误差，利用√(i(f)一X)+(yi()一Yk)+(z(f)一Z)伪距和载波相位组合观测值提取单频点单通道伪距(t)、yl(t)、Z(t)是卫星在历元t时刻的地心的多径噪声的公式如下：坐标。M即A。l—O／l2l—Ot122数据处理结果与分析MP2=P2+l’Al一2·A2(1)2．1数据来源l—l，l—l，本文以北京站2013年1月4日一天24小时间。+A。隔为1s的观

6、测数据为例，进行分析。采集数据的接l—Otll—l收机为和芯星通(UNICORE)公司生产的UB240一十基金项目：09ZR1433100．上海市自然科学基金：光华同济大学土CORS北斗／GPS双系统四频接收机(GPS：L1、L2；北木工程学院基金。斗：B1、B2)。18第4期陆亚峰等：北斗伪距多路径分析及单点定位蟹算’2013年8月2．2北斗卫星高度角、方位角特征35O／一__——、、／，／北斗卫星导航系统由GEO、IGSO、MEO三种不3oo／．／‘

7、／／／同类型卫星构成，星座状态较GPS系统更为复杂，定250．—

8、点00，位时各类卫星高度角、方位角等状况和GPS系统相号／，，一{l5o差较大。为了更直观地观察北斗的星座状态，利用_，，／‘l0O。Matlab软件编制程序绘制了北京站各类卫星的高度5O··SsS．a-皿tttⅢl~678／角、方位角状况图。分别参见图1～图6。·satⅢ9／／／03：0006：0009：0012：0004-lt=-20lSl：：i．t。lD：图5观测时段内IGSO卫星方位角变化状况l：；盅：—、．＼—、＼、、、。＼＼＼＼04_】an-2013图1观测时段内GEO卫星高度角变化状况^＼／、／／。＼／＼

9、／。-I-．一／＼一／、＼／／，＼＼＼／／＼＼／‘I＼／。／／＼×＼：iIar仰id／r＼／＼’04tn-2013图2观测时段内IGSO卫星高度角变化状况I：i：：l~．s$a∞tID143运行情况显示出来。同时绘制了同一测站同一时段GPS的Skyplot图进行参照对比。参见图7、图8。／^＼，、，，一，一、，／／／，，、一／√0