一种TDCP控制多径误差修正的组合导航算法

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作者 孙蕊 李姝仪 吉莉 《导航定位学报》 北大核心 2025年第3期19-28,共10页

针对城市环境中,基于格网的全球卫星导航系统(GNSS)多径建模方法可能错误修正伪距,导致定位误差增大的问题,提出一种载波相位时序差分(TDCP)控制格网多径误差建模与修正的GNSS/惯性测量单元(IMU)自适应组合导航算法:通过TDCP与伪距时序... 针对城市环境中,基于格网的全球卫星导航系统(GNSS)多径建模方法可能错误修正伪距,导致定位误差增大的问题,提出一种载波相位时序差分(TDCP)控制格网多径误差建模与修正的GNSS/惯性测量单元(IMU)自适应组合导航算法:通过TDCP与伪距时序差分(TDPR)模型构建差值检验量,用于评估伪距可用性;然后基于可用性评估结果构建GNSS观测值加权和滤波自适应调节策略;最后在城市复杂环境中实现组合导航定位精度的提升。实验结果表明,相较于传统GNSS/IMU组合导航方法,所提算法在水平和3D方向上定位精度可分别提升83.91%和84.38%,相较基于格网误差建模修正的组合导航算法在3D方向上可提升21.58%。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(GNSS) 载波相位时序差分 多径误差建模 抗差卡尔曼滤波 组合导航

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基于TDCP历元间位置变化量的GNSS地质灾害快速变形识别 被引量：1

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作者 文锐 刘万科 +2 位作者 吴明魁 邓文昊 王昊 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第10期1034-1039,1058,共7页

提出一种基于GNSS载波相位历元间差分(TDCP)位置变化量的地质灾害监测快速变形识别方法。通过TDCP解算历元间坐标变化量,识别监测体历元间显著位移,据此对卡尔曼滤波的过程噪声进行实时调节,使相对定位滤波结果能及时准确地反映监测体... 提出一种基于GNSS载波相位历元间差分(TDCP)位置变化量的地质灾害监测快速变形识别方法。通过TDCP解算历元间坐标变化量,识别监测体历元间显著位移,据此对卡尔曼滤波的过程噪声进行实时调节,使相对定位滤波结果能及时准确地反映监测体的快速变形。模拟实验结果表明,该方法既可以及时准确地反映监测体历元间大于1 cm的快速变形,同时又能保持mm级监测精度。 展开更多

关键词 GNSS 地质灾害监测 快速变形识别 载波相位历元间差分 卡尔曼滤波

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低成本接收机单频周跳探测与修复方法

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作者 祝会忠 叶丞龙 +1 位作者 刘程毅 李军 《导航定位学报》 北大核心 2025年第2期77-86,共10页

为了进一步提高低成本全球卫星导航系统(GNSS)接收机高精度定位中周跳探测的准确度,提出一种适用于低成本接收机的载波相位历元差分(TDCP)周跳探测与修复方法:基于载波的前后历元观测值进行历元间和站间的差分组成双差载波相位方程;然... 为了进一步提高低成本全球卫星导航系统(GNSS)接收机高精度定位中周跳探测的准确度,提出一种适用于低成本接收机的载波相位历元差分(TDCP)周跳探测与修复方法:基于载波的前后历元观测值进行历元间和站间的差分组成双差载波相位方程;然后采用最小二乘迭代的方法计算出可靠的坐标改正数并对迭代过程中剔除的卫星观测值进行周跳标记;最后将计算出的坐标改正数带入设计的双差检测方程中,通过分析每个双差检测方程的差值进行周跳卫星的复检和修复。实验结果表明,提出的周跳探测方法可准确判断周跳发生的历元,且在正常卫星数大于4的情况下,当发生周跳的卫星数小于可视卫星数的40%左右时,周跳探测成功率在95%以上;当发生周跳的卫星数大于可视卫星数时,周跳探测的成功率会有所下降。 展开更多

关键词 单频 低成本 载波相位历元差分(tdcp) 周跳探测 差分定位

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惯导轨迹辅助GNSS载波相位多历元抗差方法

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作者 陈宣佑 王琰 +1 位作者 陈起金 牛小骥 《导航定位学报》 北大核心 2025年第4期179-189,共11页

针对铁路工程测量工况复杂,环境干扰因素多,全球卫星导航系统(GNSS)观测容易出现载波相位周跳、多路径等粗差,导致定位精度下降,难以满足铁路工程测量规范要求的问题,提出一种基于惯导刚性轨迹约束的GNSS多历元抗差方法:利用惯性导航(I... 针对铁路工程测量工况复杂,环境干扰因素多,全球卫星导航系统(GNSS)观测容易出现载波相位周跳、多路径等粗差,导致定位精度下降,难以满足铁路工程测量规范要求的问题,提出一种基于惯导刚性轨迹约束的GNSS多历元抗差方法:利用惯性导航(INS)融合轨检小车里程计(ODO)递推得到相对精度高(刚性好)的惯导轨迹,为连续多历元GNSS观测提供严格的相对约束,以摆脱传统抗差方法对位姿先验信息的依赖;利用载波相位历元间差分(TDCP)建立滑窗图优化框架,借鉴随机抽样一致性(RANSAC)算法思路,构建基于卫星几何构型筛选的最小抗差子集求解策略,以克服多历元优化的非凸性问题。仿真结果表明,在周跳占比达65%的极端场景下,算法对整周/半周跳的检测成功率仍高达99.0%和97.5%。高铁轨道实测结果表明,与诺瓦泰成熟商用组合导航软件(IE)中最严格的抗差模式(Strict ALL)紧组合结果相比,使用提出得抗差方法后在高程和水平定位误差上可分别降低73.7%和85.7%,显著提升复杂工况下的轨道中线测量精度和可靠性,能够满足铁路测量规范中平面定位限差1.5 cm、高程2.0 cm的精度要求。 展开更多

关键词 轨道中线测量 多历元抗差 载波相位历元间差分 图优化

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不同环境下手机测速与航向角估计性能评估

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作者 韩昆 彭亚权 +1 位作者 刘李文乐 龚晓鹏 《导航定位学报》 北大核心 2025年第4期168-178,共11页

针对当前不同环境和不同型号智能手机的航向角估计性能缺乏全面分析的问题,提出一种不同环境下手机测速与航向角估计性能评估方法:基于多普勒测速和时间差分载波相位(TDCP)测速方法,利用高楼城区、高速公路、山区和低矮城区环境下的实... 针对当前不同环境和不同型号智能手机的航向角估计性能缺乏全面分析的问题,提出一种不同环境下手机测速与航向角估计性能评估方法:基于多普勒测速和时间差分载波相位(TDCP)测速方法,利用高楼城区、高速公路、山区和低矮城区环境下的实验数据对比分析11种不同手机的测速与航向角估计精度。结果表明:TDCP测速法在高楼城区环境下可实现分米级精度(水平速度误差68%分位数0.11 m/s),在高速公路、山区和低矮城区环境下性能相当,可实现厘米级精度(0.05 m/s);显著优于多普勒测速法(0.17 m/s和0.12 m/s),且2种方法的测速成功率均可达到99%。在航向角估计方面,航向角估计精度同时受智能手机水平速度大小和全球导航卫星系统(GNSS)信号接收环境的影响,且估计误差随智能手机水平速度的减小而增大。在高速公路、山区和低矮城区等较开阔的场景中时,水平速度大于0.5 m/s时的多普勒和TDCP航向角估计误差68%分位数分别约为0.13°和0.09°、0.27°和0.09°、0.46°和0.20°;而在高楼城区低速场景中,二者分别为2.35°和1.45°。 展开更多

关键词 智能手机 城市峡谷环境 多普勒测速 时间差分载波相位(tdcp) 航向角估计

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附加TDCP约束的无人船载GNSS/MEMS组合导航方法 被引量：6

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作者 向民志 柴洪洲 +2 位作者 黄紫如 刘春鹤 白腾飞 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期366-374,共9页

针对无人船用GNSS SPP与MEMS进行组合导航时存在的定位误差大、鲁棒性差等问题,提出了一种附加TDCP约束的无人船载GNSS/MEMS组合导航方法。采用因子图方法构建无人船GNSS/MEMS组合导航系统模型,利用多频TDCP求解的历元间精密位置增量进... 针对无人船用GNSS SPP与MEMS进行组合导航时存在的定位误差大、鲁棒性差等问题,提出了一种附加TDCP约束的无人船载GNSS/MEMS组合导航方法。采用因子图方法构建无人船GNSS/MEMS组合导航系统模型,利用多频TDCP求解的历元间精密位置增量进行约束,并使用增量平滑算法进行状态估计。通过实际无人船试验,设计了六种组合方案进行性能评估,结果表明,加入多频TDCP约束后,横滚和俯仰角精度优于0.2°,航向角精度优于1°;北向、东向、地向的定位精度分别为0.270 m、0.201 m和0.464 m,最大定位误差小于0.5 m。与无此类约束相比,所提方法提高了无人船定位的精度和鲁棒性,且求解轨迹更平滑。 展开更多

关键词 因子图 无人船 多频tdcp 组合导航

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混合时间差分和非差分载波相位的无人机精密单点定位 被引量：2

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作者 雷广渊 彭思敏 +1 位作者 艾先俊 余文坤 《导航定位学报》 CSCD 2023年第3期105-111,共7页

针对精密单点定位(PPP)在载波相位模糊度估计值收敛之前,定位精度波动较大,这一阶段对于传统PPP技术来说需要几十分钟的时间,难以满足快速无人机作业需求,且时间差分载波相位(TDCP)技术可以消除模糊度等常值变量,计算得到的历元间位置... 针对精密单点定位(PPP)在载波相位模糊度估计值收敛之前,定位精度波动较大,这一阶段对于传统PPP技术来说需要几十分钟的时间,难以满足快速无人机作业需求,且时间差分载波相位(TDCP)技术可以消除模糊度等常值变量,计算得到的历元间位置变化量精度较高,但是受系统误差影响较大且增加了数据的相关性,误差会随着时间积累等问题,提出一种PPP和TDCP相结合的无人机定位算法:基于20Hz高采样固定翼无人机实际观测数据,对比分析基于传统PPP、TDCP、混合TDCP与非差观测PPP 3种方法的无人机定位性能。结果表明,混合TDCP和传统非差观测的无人机PPP定位算法的精度较传统PPP方法提高71.5%。 展开更多

关键词 时间差分载波相位(tdcp) 无人机(UAV) 精密单点定位(PPP)

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不同方法的BDS-3多频单点测速对比分析 被引量：2

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作者 耿涛 杨佳彬 谢新 《导航定位学报》 CSCD 2023年第4期56-62,共7页

针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)不同测速方法在不同环境下的测速性能缺乏全面评估的问题,提出一种BDS-3多频单点测速对比分析方法:利用BDS-3静态和动态数据,对比分析基于载波相位差分、多普勒、伪距差分方法的BDS-3不同频点静态和动... 针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)不同测速方法在不同环境下的测速性能缺乏全面评估的问题,提出一种BDS-3多频单点测速对比分析方法:利用BDS-3静态和动态数据,对比分析基于载波相位差分、多普勒、伪距差分方法的BDS-3不同频点静态和动态测速性能。实验结果表明:静态环境下,载波相位差分测速精度最好,可达到mm/s量级,伪距差分测速精度最差,为cm/s至dm/s量级;动态环境下,多普勒和载波相位差分测速的精度较好,水平方向可达到cm/s量级,高程方向约为1 dm/s,伪距差分测速误差较大;对不同频点的测速结果分析表明,BDS-3系统B1I、B1C、B2a、B2b、B3I等5个频点的测速精度基本在同一个量级。 展开更多

关键词 北斗三号卫星导航系统(BDS-3) 测速 多频 多普勒测速 载波相位差分

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载波相位时间差分辅助的SINS/GNSS紧组合导航方法 被引量：6

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作者 董毅 王鼎杰 吴杰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期451-458,共8页

为提升无基准站辅助条件下的单站微惯性/卫星组合实时导航性能,提出了一种基于载波相位时间差分的改进微惯性/卫星紧组合导航方法。所提方法直接利用高精度的载波相位时间差分观测信息改善微惯性导航误差的在线补偿精度。分析比较了两... 为提升无基准站辅助条件下的单站微惯性/卫星组合实时导航性能,提出了一种基于载波相位时间差分的改进微惯性/卫星紧组合导航方法。所提方法直接利用高精度的载波相位时间差分观测信息改善微惯性导航误差的在线补偿精度。分析比较了两种载波相位时间差分观测模型对组合导航精度的影响,通过抗差序贯卡尔曼滤波建立抵御GNSS观测粗差的紧组合滤波模型。城市内车载试验结果表明,相对于传统紧组合导航方法,所提算法能够有效提升定位、定速和定姿精度达29%、21%和42%。另外,相对较长GNSS中断(60 s)条件下,所提算法能够显著提升滑行位置、速度和姿态精度达46%、40%和51%。 展开更多

关键词 载波相位 时间差分 微惯性测量单元 组合导航 卡尔曼滤波

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历元间载波相位差分的GPS/BDS精密单点测速算法 被引量：11

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作者 尹潇 柴洪洲 +1 位作者 向明志 苏明晓 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期226-230,共5页

针对单系统历元间载波相位差分测速出现跳变的问题,提出一种顾及广播星历更新计算卫星钟差的方法。通过当前的历元信息判别卫星钟差的基准,进而消除因历元间基准变换引起的测速异常。在此基础上,分析GNSS系统间偏差对组合系统精密测速... 针对单系统历元间载波相位差分测速出现跳变的问题,提出一种顾及广播星历更新计算卫星钟差的方法。通过当前的历元信息判别卫星钟差的基准,进而消除因历元间基准变换引起的测速异常。在此基础上,分析GNSS系统间偏差对组合系统精密测速的影响,发现系统间偏差对GPS/BDS精密测速的影响基本可以忽略。最后,利用MGEX测站和车载数据进行静态和动态试验,验证GPS/BDS组合测速的有效性。结果表明:动态测速时,GPS、BDS、GPS/BDS的3D均方根误差在0~10 mm/s范围内所占的比率分别约为61%、58%、83%,GPS/BDS组合测速精度和稳定性更优。 展开更多

关键词 载波相位差分 卫星钟跳变 系统间偏差 GPS/BDS 单点测速

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川江航道BDS/GNSS船舶精密位速监测性能分析

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作者 杨军岭 刘克中 +2 位作者 郑凯 李万里 陈默子 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2022年第5期466-471,共6页

采用精密单点定位和相位历元间差分法分别评估普通航段和库区航段BDS/GNSS的定位和测速性能。结果表明,在普通航段,BDS-2定位精度为0.1~0.2 m;GPS、BDS-3、BDS全系统的定位精度相对较高,水平方向优于0.07 m,垂直方向优于0.09 m,测速精... 采用精密单点定位和相位历元间差分法分别评估普通航段和库区航段BDS/GNSS的定位和测速性能。结果表明,在普通航段,BDS-2定位精度为0.1~0.2 m;GPS、BDS-3、BDS全系统的定位精度相对较高,水平方向优于0.07 m,垂直方向优于0.09 m,测速精度相当,均在mm/s级;BDS/GPS、GPS/GLONASS/BDS/Galileo组合后,定位和测速精度相较于单系统提升约30%。在库区航段,GPS定位精度严重下降,水平方向为0.6 m;BDS-3与BDS全系统定位精度略有下降;多系统组合后,定位和测速精度受周围环境影响程度较低,与普通航段基本相当。 展开更多

关键词 BDS/GNSS 精密单点定位 相位历元间差分法 测速 内河

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基于GNSS单天线的船姿测量算法研究

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作者 杨岳 刘杨 +2 位作者 李梦昊 王亚彬 刘焱雄 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2023年第2期40-45,共6页

为研究GNSS单天线船姿测量的性能,在分析航速、航迹对船载GNSS单天线测姿精度影响的基础上,提出了基于载波相位历元间差分(TDCP)测速的船姿测量方案。首先利用TDCP求取历元间高精度位移增量,然后计算历元间平均速度,最后基于测船速度反... 为研究GNSS单天线船姿测量的性能,在分析航速、航迹对船载GNSS单天线测姿精度影响的基础上,提出了基于载波相位历元间差分(TDCP)测速的船姿测量方案。首先利用TDCP求取历元间高精度位移增量,然后计算历元间平均速度,最后基于测船速度反演测船姿态。海试结果表明:基于TDCP方案的测姿性能与船速正相关、与船艏向变化率负相关,测姿估算精度略优于PPP方案、明显优于Doppler方案,为船载GNSS单天线测姿方法的研究与工程应用提供了参考。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统 船姿测量 单天线测姿 多普勒频移 精密单点定位 载波相位历元间差分

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