GPS/GLONASS/BD组合定位、授时解决方案

三系统兼容型接收机介绍

三系统兼容型接收机实现组合星座兼容导航、定位和测速；也可分别实现单星座的导航、定位和测速。

首先，卫星数量增多，可以在两个星座中选择几何分布好的卫星来进行定位，提高导航定位的精度、连续性和可靠性；其次，能够以较短的数据采集时间获得较高的导航定位精度；最后，兼容型用户机能够在繁杂的地形、地貌环境下补偿被中断接收的卫星信号，还能在一个星座因故不能用的情况下，采用另一个星座，以此来确保导航定位正常进行，提高卫星导航的可靠性。放宽了对载体测量地点和测量条件的限制。冗余的数据增加了定位结果的可靠性，降低了卫星信号被遮挡的可能性，最重要的是削弱了由一个国家对卫星系统控制的影响。

国内目前的三系统接收机主要有以下两种：一种是直接在国外进口的GPS/GLONASS接收机（的基础上，发展BD接收机并利用GPS/GLONASS接收机输出的原始数据进行组合结算来实现三系统定位授时应用；另外一种就是全耦合方式，将GPS/GLONASS/BD完全自主融合设计，从而实现完全意义上的三系统接收机。

该接收机的出发点是，将GPS、BD和GLONASS的原始观测数据(星历、伪距)同时输入数据处理器中。将这些数据进行格式转换、时间转换、坐标系转换、伪距组合，然后统一求解。这就允许全部BD数据、全部GPS数据、全部GLONASS数据，部分GPS数据、部分GLONASS数据以及部分BD数据混合定位。三种定位系统的组合定位，互相配合和补充，极大地提高了定位的可靠性。

组合定位的原理及方法简介

首先，将每个BD、GPS和GLONASS接收机输出数据转换为以米为单位的伪距，以秒为单位的卫星信号发送时间和卫星识别码。伪距测量如下：将GLONASS用户时减去码相位得到用户在一个特定的接收码前沿的时间。被修正的用户时减去从电文中得到的码前沿的卫星发送时间，就得到了在接收码前言时刻GLONASS伪距。

GLONASS卫星电文要通过接收机的奇偶校验，一旦检测到了错误，接收机错误状态标志就被置位，这组数据就被取消。正确的GLONASS电文可以进一步解调和解码，各种星历参数也要通过合理性检验，如果不合理就要被取消。

BD伪距的求解方法与上述类似。

具体计算过程：根据伪距、伪距变化率进行定位计算，选用最小二乘法，即对伪距方程采取线性化，然后进行反复迭代，直至误差满足要求为止，最后得到位置和时钟偏差，速度和时钟漂移等数据。

其中要注意以下问题：

（1）针对两个或者三个系统的时间不同步，在定位解算时，增加一个时间未知数变量，共有5（三系统6个）未知数，因此至少需要5颗卫星的数据才能得到有效的三维定位解，而且每个系统的卫星数不小于2颗。

（2）针对各个星座的坐标系不一致，在计算卫星位置的程序中，将各个坐标系下的数值转换到同一坐标系下。这样无论是单一定位还是混合定位，输出的定位结果均为同一坐标系的值，而且转换参数可以由外部设定。

（3）输出时间统一，无论是在单星座定位还是混合定位，输出的时间都是统一的UTC时间，这样就保证了在多种模式切换时，时间的一致性。

两种方案的差异：

GPS/GLONSS+BD：松耦合方式：通道延时不确定性带来的误差无法消除；时钟不共源带来的误差无法消除；

跟踪环路不同动态特性差异很大导致定位数据融合解算偏差大；成本代价大。

GPS/GLONASS/BD 紧耦合方式，可以有效避免上述原因带来的问题，提高了数据融合解算的精度，目前主要问题是数据刷新率低，对于超高速4Ma以上的场合偏差较大。

采用紧耦合方式实现的GPS/GLONASS/BD接收机，详细指标如下：

完全耦合型GPS/GLONASS/BD技术指标

(G3S2_32型）

跟踪通道：

16 个 GPS/GLONASS通道 6 个北斗通道；

跟踪信号：

GPS L1（C/A 码）、GLONASS、WYBD 北斗信号

定位模式：单BD工作模式、单 GPS 工作模式、单 GLONASS 工作模式、北斗与 GPS 融合定位模式、北斗与 GLONASS 融合定位模式、三系统自主融合定位模式。

定位精度：

工作模式	单GPS	单GLONASS	单BD	GPS+GLONASS
位置（1D,RMS）	10 米	15 米	70米（不计算高程误差）	15 米
位置（3D,RMS）	15 米	30 米	北纬15o以内小于300米，其余纬度区域小于100米（输入高度误差小于20米）	30 米
速度（1D,RMS）	0.10米/秒	0.15米/秒	1.0米/秒	0.15米/秒
速度（3D,RMS）	0.15米/秒	0.15米/秒	1.5米/秒	0.15米/秒

工作模式	GPS+BD	GLONASS+BD	GPS+GLONASS+BD
位置（1D,RMS）	15（典型值）	15（典型值）	15（典型值）
位置（3D,RMS）	30米（典型值）	30米（典型值）	30米（典型值）
速度（1D,RMS）	0.15米/秒	0.15米/秒	0.15米/秒
速度（3D,RMS）	0.20米/秒	0.20米/秒	0.20米/秒

数据更新率：定位数据输出频率 1Hz

启动时间：GPS/GLONASS： 120s；BD：120s；失锁重捕时间：2s

速度精度：GPS/GLONASS：<0.15m/s；BD：<2m/s

动态性能：加速度：小于 10g ；加加速度：小于 2g/s

速度：GPS/GLONASS模式下1500m/s

高度限制：不小于42km

授时精度（动态条件下）：

单GPS模式下：±100ns

单GLONASS模式下：±200ns

GPS/GLONASS模式下：±300ns

BD/GNSS模式：误差范围为±500ns；

单BD模式：误差小于200ns（用户当前位置精确度小于10米），其他情况下时刻误差为500ns。

1PPS特性：脉冲宽度 >1ms ，上升沿与 UTC 整秒时刻对齐

环境特性：

工作温度： -40℃—+70℃

储存温度： -45℃—+85℃

电性能：

供电：DC 5V±0.5V（±100mV 波纹）

功耗：小于6W（含天馈）

模块尺寸大小：78mm╳122mm╳17mm

接口特性：

2 个RS232接口（其中一个厂家保留）。

输出协议：

自定义格式

可靠性

平均无故障工作时间：MTBF：≥30000h

详见： www.gnsschina.com.cn

GPS/GLONASS/BD组合定位、授时解决方案相关推荐

GPS GLONASS数据文件类型解析
GPS & GLONASS数据文件类型解析一.GPS数据格式 RINEX格式现如今已成为GPS测量应用中的标准数据格式,目前应用最为广泛.最普遍的是RINEX格式的第2个版本,该版本能够用于 ...
时间的基本概念及GPS北斗卫星时钟授时技术
时间的基本概念及GPS北斗卫星时钟授时技术时间的基本概念及GPS北斗卫星时钟授时技术 GPS时间同步的原理和技术 1.有关时间的一些基本概念: 时间与频率之间互为倒数关系,两者密不可分,时间标准的基 ...
GPS北斗共视授时中的多径效应分析
GPS北斗共视授时中的多径效应分析在国防建设.国民经济和基础科学研究中,离不开时间频率的作用,它也是一个重要的基本物理量.精确度高的时间频率对我国的通信事业以及国防建设等起着重要的意义.GPS共视授 ...
全球导航卫星及ReXgen高精度GNSS接收器介绍 GPS GLONASS Galileo 北斗航位运算
科技造福了我们,我们几乎想象不到没有它的生活会是怎样的,以至于在出现问题之前,我们几乎不会注意到它的重要性.举个简单的例子, 比如如果你决定在某个特定的日子开长途车去某个偏僻的地方,突然你的车失去了方 ...
广播星历/精密星历、IGS/iGMAS、BDS/GPS/GLONASS/Galileo
广播星历和精密星历说明: IGS和iGMAS说明: BDS系统组成/GPS组成/GLONASS系统组成/Galileo系统组成:
GPS跟踪载波环matlab代码,GPS接收机载波跟踪环路解决方案
0 引言随着GPS 卫星应用产业化进程的逐步发展,对导航接收机关键技术的攻关必将缩短卫星导航终端产品的研发周期,推进卫星导航应用产业化的进程.在GPS 接收机中利用何种技术来快速跟踪卫星多普勒频偏 ...
定位模块介绍及使用（GPS、北斗、GLONASS、伽利略、准天顶）
定位模块需求介绍定位卫星 GPS 中国"北斗"卫星导航系统俄罗斯GLONASS卫星导航系统欧洲"伽利略"卫星导航系统日本准天顶卫星系统常用的定位模 ...
高精度GPS北斗卫星授时仪器（校时器）技术参数详解
高精度GPS北斗卫星授时仪器(校时器)技术参数详解高精度GPS北斗卫星授时仪器(校时器)技术参数详解 1.装置简介卫星授时同步装置是专为电力系统时间同步网提供的高精度.高可靠性的时间同步设备:可以 ...
北斗授时与GPS授时的异同点
原文地址:北斗授时与GPS授时的异同点作者:huanyaxiangyu BD-1分为单向和双向授时两种方式,其中单向授时技术与GPS相似, BD-1`单向授时技术当用户需要时间服务时,用户机接收BD ...

GPS/GLONASS/BD组合定位、授时解决方案

GPS/GLONASS/BD组合定位、授时解决方案相关推荐

最新文章

热门文章