北斗与GPS组合伪距单点定位精度分析.pdf

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1、第38卷第6期全球定位系统Vol_38，No．62013年12月GhSSWorldofChinaDecember。2013北斗与GPS组合伪距单点定位精度分析陆亚峰。，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，江苏南京210049)摘要：主要介绍了北斗与GPS组合单点定位时的原理和模型，根据自编程序，利用同济大学TJA站的数据进行计算及分析比较GPS伪距、北斗伪距、北斗／GPS组合伪距单点定位的精度。结果表明：北斗伪距单点定位的精度平面方向上达到3m以内，高

2、程方向优于8m，满足普通导航定位的需求。北斗／GPS组合伪距单点定位精度明显优于单系统。在单系统观测条件差时，组合系统可以减少对单一系统的依赖性，而且还可以增强卫星定位的稳定性和可靠性。关键词：北斗／GPS；伪距定位；组合定位；精度分析中图分类号：P228．4文献标志码：A文章编号：1008—9268(2013)06—0001～060引言1北斗／GPS组合伪距单点定位北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫1．1时间基准与坐标基准的统一]星定位系统，是继美国全球定位系统(GPS)和俄罗北斗卫星导航系统采用北斗时

3、间系统斯GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。(BDT)，起点为2006年1月1日的UTC零点，溯截止到2012年底，北斗卫星导航系统在轨工作卫源于协调世界时UTC，与UTC之间存在跳秒改正星有5颗地球静止轨道(GEO)卫星、4颗中地球轨差，与UTC的偏差保持在1以内，GPST时原点道(MEO)卫星和5颗倾斜地球同步轨道(IGSO)为1980年1月1日0时的UTC，BDT—UTC≈卫星。该系统已具备覆盖亚太地区的导航定位服(TAI—UTC)一32S．北斗卫星导航系统还处于建务能力。设阶段，建成的系统也将

4、提供与GPS、GALIIEO随着北斗卫星导航定位系统建设进程的推进，等系统的时间偏差，方便兼容用户定位。本文在进国内外的学者从卫星钟差，对流层，多路径等相关行北斗与GPS组合定位时，统一时间基准到误差开展研究，分析并改正了相关误差后，评估了GPST．北斗定位的精度『2]。同时，近年来北斗在轨卫星数北斗卫星导航系统采用2000中国大地坐标系量逐渐增多，组合系统较之单系统在定位的准确(CGCS2000)，GPS采用WGS一84坐标系，它们都性、可靠性、可用性等方面有明显的优势，不同系统是依靠IERS定义的ITRS

5、坐标框架。WGS一84最观测卫星的组合导航将成为研究的一个方向[3]。初的精度约1m，经过两次精化后，精度已达2cm，本文主要介绍了北斗／GPS系统组合单点定位的与ITRF的精度基本一致。CGCS2000由国内原理和模型，并通过同济大学TJA站数据的处理GPS连续运行参考站、空间大地网和天文大地网3和分析，比较GPS伪距、北斗伪距、北斗／GPS组合个层次的站网坐标(和速度)体现，也是地心坐标伪距单点定位的精度。系，与ITRF的一致性约5cm．因此，WGS～84与收稿日期：2013—0814资助项目：国家自然科

6、学基金(批准号：410740418)；光华同济大学土木工程学院基金(编号：O9ZR14331OO)联系人：陆亚峰E—mail：yafeng2659@163．corn2全球定位系统第38卷CGCS2000坐标系差异在厘米级，对精度要求不高Yo-yG1ZO-ZG]——，—G1，G1’G1，l，ou的用户而言(精度低于2cm)，不需要进行坐标转Xo-XG2Y-yG2Zo-ZG2o换，但对高精度用户，则必须考虑两者的转换关系。——————一G2，G2，—G2厂，1，0V1．2北斗／GPS组合伪距单点定位数学模型；卫星

7、到测站点的距离观测方程为(gn(knXo-X(knYo-yZo-Z——p—C·△一C(一T)．(1)L栅—L删，—L一l一，。，；_，考虑卫星和接收机钟差的影响A=Yo-yClZo-ZC1——，—t一T+8t，t一Tjd-St，(2)C】，C1，C1，OV，1式中：、T，为接收机和卫星的GPS标准时；t、XO-XC2Y-yc2Zo-zC2o—————一，，—r，O，1po’p’p晓。¨t为接收机钟与卫星钟钟面时，、为接收机与卫星钟钟差。将式(2)代入式(1)可得；Xo-X(~S-sCnZo-ZCnfD—C(t

8、一t)一C(3t一8t，)，(3)o—————，，—_，O，1l0’lD’ID’u’式中，C(t一t)即为观测伪距P，所以伪距观测方(11)程可表示为ID1m。0G1ID。GP一JD+C(St一8t，)．(4)P-CSt~一卫星钟差可通过卫星星历直接计算为8t===a扣+门(，fJ～t)十“(—t)。．(5)-CSt'~一静此时，将式(4)线性化得：(12)P-CSt~、一Xo-XJ：8X+8y+z