伪测距定位器让数据处理更简单和稳健

物联方案

2020年04月25日

全球导航卫星系统测绘的历史一直是用载波相位语言书写的,直到现在。众所周知的原因是,载波相位可观测物在毫米级的精度很高,而伪测距观测物的精度很低,在半米甚至更低。载波相位定位的进展和成果也是众所周知的,如今,测量人员可以依靠许多有效的方法进行相对与绝对、静态与运动学、RTK、PPP等精确定位程序。另一方面,伪测距观测仪已被应用于各种地籍、GIS、测绘等有米级和低级精度要求的地籍、GIS和测绘应用。伪测距定位的主要优点是数据处理的简单性和稳健性。此外,与典型的GNSS大地测量员相比,典型的GNSS(伪测距)测绘设备用户所需要的GNSS教育和培训较少。


然而,有些地籍和测绘应用需要比目前的伪测距所提供的精度更好,而有些测绘应用不需要载波相位所提供的厘米至微米级精度。在没有最佳选择的情况下,存在着一种差距:要么选择的代价是不必要的昂贵(接收机、处理软件、训练有素的人员),要么就是误差过大。这种差距可以用新的GPS和GNSS定位器信号来减少或消除。因此,如果新的较小差距的大小,即使分析必须依靠模拟信号,也要尽快分析,这很方便。


根据汽车定位器所做的模拟,预计可以从GNSS信号中提取出跟踪误差为0.02米到0.08米的伪差,而GNSS信号的跟踪误差分别在0.25米和2.00米之间。根据这些跟踪误差和电离层参数的明确估计,现有的模拟结果表明,静态定位的 水平/垂直精度为0.04/0.17米,运动定位的水平/垂直精度为0.04/0.20米;静态定位的 "树木覆盖 "精度为0.05-0.13/0.07-0.30米,运动定位的精度为0.15/0.35米。其中是将E1/E5的GNSS信号与GPS信号结合起来,用GPS信号 "替换 "缺失的GNSS信号。另一种则取决于卫星的配置,即继续与全GPS卫星星座合作,用GNSS信号 "辅助 "GPS定位器,以加快对流速度。


测距的高精度表明,其建模可以从现有的精确点定位载波相位技术的研究成果中受益。由于与载波相位测量相比,伪角是不含糊的,因此预计在使用厘米级精确伪角时,PPP的收敛性挑战将消失或在很大程度上得到缓解。因此,除了标准的相对定位测绘外,绝对定位测绘很可能会成为一种标准程序,无论是在实时还是在后处理中,都会出现。显然,问题是伪范围模型中的未知参数能多快、多好地收敛到正确值。然而,即使收敛度低也可能是个小问题,因为对于伪轨定位,失锁情况下,不需要对估计算法中的一些参数进行重新初始化。


绝对伪角定位特别值得关注,因为在GNSS永久站分布稀疏的地区和测绘专业技术的社区,使用伪角进行简单的GNSS测绘可以成为一种实用的工具。随着伪测距定位的结果和行为的巩固和深入了解,将确定并采用适当的测量程序。目前计划于2020年全面部署GNSS星座,完全运行能力。



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