全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System,GNSS)作為全球發展最快的三大信息產業之一,它的發展和進步給我們帶來了巨大的社會效益和經濟效益,也為位置服務的實現提供了有力的支持。隨著北鬥衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)於2012年底完成亞太地區組網服務,我國自主導航系統的普及工作已勢在必行。基於多星座的GNSS偽距差分定位方法由於具有更多的可觀測衛星、更合理的星座結構等優勢,正逐步應用於交通信息採集、車輛導航定位和車輛控制等增強定位服務。
國內常用的網絡偽距差分定位方法,以高精度和實效性為原則,基於現有省級連續運行參考站系統(Continuous Operation Reference Station System,CORS),為避免數據傳輸階段洩露國家大地點的精確坐標,本文基於網格虛擬參考站的偽距差分定位方法,詳細分析了BDS/GPS/GLONASS融合偽距差分定位的性能。結果表明,BDS/GPS/GLONASS融合網格偽距差分定位較其它方案具有更高的定位精度,可靠性和穩定性。
1 偽距差分定位原理
網格偽距差分定位是基於網格虛擬參考站的偽距差分定位,它是將CORS網所覆蓋區域通過一定方法(例如單位間隔的經緯線)劃分成規則的網格,網格中心點的位置即為虛擬參考站所在位置,利用相應改正數內插模型生成網格中心點偽距改正值,用戶需要進行單點定位確定自己所在網格,並利用所在網格偽距改正數,進而實現偽距差分定位。
2 試驗數據處理與分析
為了分析BDS/GPS/GLONASS融合網格偽距差分定位性能,於2016年9月5日在四川省境內進行實時網格偽距差分定位試驗,採樣率為1s,從9:20:00—18:20:00共9h數據,衛星截止高度角設為15°。筆者以Visual Studio 2012為平臺,利用C++語言開發了BDS/GPS/GLONASS三系統融合網格偽距差分定位軟體V1.0,分別以①GPS單系統、②BDS/GPS融合雙系統、③BDS/GPS/GLONASS融合三系統3種方案進行差分定位解算,並將定位結果與MNYG站已知精確坐標求差,將所得各分量殘差轉化到北東天坐標系(NEU)下。
3 結束語
本文以GPS單系統、BDS/GPS雙系統、BDS/GPS/GLONASS三系統3種方案,進行網格偽距差分定位試驗,進而分析BDS/GPS/GLONASS融合網格偽距差分定位的精度、可靠性和穩定性。結果表明,BDS/GPS/GLONASS融合網格偽距差分定位水平精度可達0.4141m,較其它兩種方案具有更高的定位精度,同時三系統融合定位具有更多的可見衛星數,有效改善空間衛星布局,降低精度衰減因子(Dilution of Precision,DOP),另外,在解算成功率上高達91.74%。
綜上所述,BDS/GPS/GLONASS融合網格偽距差分定位具有較高的定位精度、可靠性和穩定性。下一步計劃研究三系統移動終端實時網格偽距差分定位,在終端實現分米級實時高精度差分定位服務。