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标题 北斗三号系统与其他导航卫星系统单点定位精度对比分析
范文

    肖琴琴 李桂稀

    

    

    【摘 ?要】论文采集了世界上多个不同国家的卫星数据,利用数据处理软件NET_diff,分别对BDS-3、BDS-2、GPS、GLONASS和Galileo进行了伪距单点定位解算,得到北斗三号系统与其他系统的定位精度对比结果,促进对北斗三号系统的应用研究。

    【Abstract】This paper collects satellite data from many different countries in the world, and uses the data processing software NET_diff to perform pseudo-range single point positioning calculations on BDS-3, BDS-2, GPS, GLONASS and Galileo respectively, and obtain the results of positioning accuracy comparison between Beidou-3 and other systems. It promotes the application research of Beidou-3 system.

    【关键词】定位精度;定位原理;伪距单点定位

    【Keywords】positioning accuracy; positioning principle; pseudo-range single point positioning

    【中图分类号】P228.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章编号】1673-1069(2020)10-0192-02

    1 引言

    全球导航卫星系统(GNSS)是一种为全球各地用户提供全时段高精度定位导航信息的卫星系统[1]。2020年6月23日,北斗卫星导航系统的第55颗卫星顺利入轨,标志着我国的北斗三号全球卫星导航系统全面部署完成。

    精度是卫星导航系统最基本的性能指标之一,其定义为真实值与估计值或测量值之间的统计学差值[2]。目前,BDS-3的定位精度已经优于5m,最优可达2.5m,授时精度为20ns,测速精度优于0.2m/s[3]。BDS-3的研究主要集中在数据质量、轨道、钟差、单点定位和相对定位等方面[4-6]。

    本文使用10组不同国家测站点的观测数据作为实驗数据,利用数据处理软件NET_Diff进行伪距单点定位(SPP)解算,对比分析在全球不同地区中BDS-3、BDS-2、GPS、GLONASS和Galileo的定位精度,得到的结果可为今后的应用研究提供参考。

    2 实例分析

    2.1 数据获取

    本文选取2020年1月、总时长为24h的10组不同测站的观测数据,且10个测站点分别在不同的国家,中国主要选取了测站WUH2,其他国家主要为:以色列的BSHM、泰国的CUSV、英国的DGAR、吉布提的DJIG、德国的FFMJ、法属南部领地的KRGG,瑞典的ONSA、新西兰的OUS2以及蒙古的ULAB。

    2.2 实验结果分析

    利用NET_Diff数据处理软件,对10个测站进行伪距单点定位实验。图1为中国武汉WUH2测站BDS-3和GPS系统的N(北)、E(东)、U(高程)3个方向的RMS值对比。由于篇幅有限,该站BDS-2、GLONASS、Galileo系统的定位结果并未展示,详细的结果如表1所示。

    由图1可知BDS-3系统下垂直方向和水平方向定位精度大致优于5m,高程方向的定位精度略低,大致优于10m。由图2可知,GPS的垂直方向、水平方向和高程方向的定位精度分别优于4m、2m、5m,定位精度高且稳定。

    为进一步分析5个系统的定位精度,计算3D RMS的值,如下公式:

    计算10个测站各个系统的3D RMS值,得到结果如表1所示。

    多组研究数据表明,Galileo定位精度最高,且由10个数据可知Galileo呈现的是比较稳定的状态,其次是GPS,与伽利略不差上下,BDS-3的定位精度相对于Galileo和GPS较低,但是相对于BDS-2和GLONASS定位精度比较高,GLONASS定位精度高于BDS-2,BDS-2呈现出的是不稳定的状态。

    3 结论

    利用全球的10个不同跟踪站,进行单点定位解算,分析了BDS-3、BDS-2、Galileo、GPS和GLONASS 5个系统的定位精度,得到以下结论:

    ①现阶段BDS-3的定位精度已经远高于且稳定于BDS-2的定位精度。

    ②BDS-3的定位精度相对于Galileo和GPS的定位精度略低于1m,Galileo和GPS的定位精度均比较高且稳定。

    ③BDS-3的定位精度高于GLONASS的定位精度3~4m。

    【参考文献】

    【1】叶峰屹,高晓雷.北斗卫星导航系统篇[J].国际太空,2018(1):14-17.

    【2】胡晓粉,李晓宇,刘亚涛,等.北斗卫星导航系统定位精度研究[J].系统仿真技术,2013(4):310-314.

    【3】魏钢,高皓,项宇.北斗二号与北斗三号定位精度对比分析[J].导航定位学报,2020,8(2):8-11.

    【4】强明辉,李志龙.北斗卫星导航系统定位精度分析[J].舰船电子工程,2019,39(02):38-40+46.

    【5】孔豫龙,柴洪洲,潘宗鹏,等.BDS-3新卫星的标准单点定位结果分析[J].测绘科学,2019,44(04):152-157+195.

    【6】刘明亮.北斗数据质量及定位精度分析[D].北京:北京建筑大学,2019.

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更新时间:2025/3/21 21:02:02