中国空间科学技术

中国空间科学技术 ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (1): 75-83.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2015.01.010

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GPS/伪卫星组合定位中伪卫星改进选址模型

刘超, 林鹏, 张敬霞, 赵兴旺   

  1. （安徽理工大学测绘学院，淮南232001）
  • 收稿日期:2014-06-05 修回日期:2014-09-12 出版日期:2015-02-25 发布日期:2015-02-25
  • 作者简介:刘 超 1985年生，2011年获中国矿业大学大地测量学与测量工程专业博士学位，讲师。研究方向为GNSS/伪卫星集成精密定位与形变灾害监测。
  • 基金资助:

    安徽省自然科学基金（1308085QD71，1408085QD72)，中国博士后科学基金（2014M551790），安徽理工大学青年教师科学研究基金（QN201302）资助项目

AnImprovedPseudoliteLocationModelofGPS/PseudoliteIntegratedPositioning

LIUChao，LINPeng，ZHANGJingxia，ZHAOXingwang   

  1. (SchoolofGeodesyandGeomatics,AnhuiUniversityofScience&Technology,Huainan232001)
  • Received:2014-06-05 Revised:2014-09-12 Published:2015-02-25 Online:2015-02-25

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被引次数

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摘要： 为了更为有效地改善GPS卫星的几何结构，提高GPS/伪卫星组合定位的精度，在推导伪卫星增强GPS系统基本公式的基础上，阐述了GPS绝对定位精度因子的相关理论，说明了引入伪卫星的必要性；提出了建立以观测时间、高度角和方位角为自变量，绝对定位精度因子为因变量的四维选址模型，并采用一次性添加伪卫星方式，改进现有的逐颗添加方式，建立了整体最优的伪卫星选址模型，给出了该模型的工作流程。以空间位置精度因子PDOP为例，进行实测数据测试与分析，结果表明：基于两种伪卫星添加方式建立的四维模型均可为高效的伪卫星选址工作提供可靠依据，实现伪卫星的优化选址；其中一次性添加方式优于逐颗添加方式，尤其对于添加2颗伪卫星，PDOP值在局部的优化程度达到了1.0以上，较大程度地改善了逐颗添加伪卫星方式产生的不利区域，可以提供更为有效的伪卫星选址方案。

关键词: 全球定位系统, 伪卫星, 精度因子, 优化选址, 组合定位, 相对定位

Abstract: InordertoimprovethegeometrystructureofGPSsatellitesandtheprecisionofGPS/pseudolitesintegratedrelativepositioning,fundamentaltheoriesbetweenGPSandpseudolitewerecompared.Then,thecorrespondingformulaswereillustrated,andthenecessityofthepseudoliteapplicationwasexplained.Afour-dimensionallocationmodelwasproposed,takingthedilutionofprecision(DOP)asthedependentvariableandtheparametersoftime,azimuthandelevationangleastheindependentvariables,andtheconcretestepstotheapplicationofthemodelwasgiven.Inaddition,aonestepadditionmethodofpseudolitewasgiventoimprovethemulti-stepone,andthepositiondilutionofprecision(PDOP)wastakenastheevaluationindex. Theresultsindicatethatthetwoadditionmannerscanrealizetheoptimalpseudolitelocationanddramaticallyimprovethereliabilityandefficiencyofthepseudolitelocation.And,thenewone-stepmethodissuperiortothemulti-stepone,especiallyforthecaseoftwopseudolitesaddition.ThenewmethodcanprovidemoreeffectivelocationschemeswiththePDOPdecreasingbyover1.0insomeunfavourableareas.

Key words: GlobalPositioningSystem, Pseudolite, Dilutionofprecision, Optimallocation, Integratedpositioning, Relativepositioning