多系统融合的GNSS单点定位文献综述

 2021-10-27 09:10

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1.1卫星导航定位系统目前全球有四大导航定位系统分别为美国全球定位系统(GPS)、欧盟伽利略系统(Galileo)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、我国的北斗系统(BDS)。

(1)GPS是美国第二代卫星导航系统。

它是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。

按目前的方案,GPS的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。

24颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在6个轨道面上(每轨道面4颗),轨道倾角为55度,标准定位服务定位精度双频工作时实际可提高到20m、授时精度提高到40ns。

(2)Galileo系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统,采用了性能极为先进的新技术,保持了系统的独立性,又考虑了与其他卫星导航系统(重点考虑的是GPS的兼容性和互操作性)。

由分布在三个轨道上的30颗中高度圆轨道卫星构成,卫星分布在三个高度为23616km,倾角为56度的轨道上,每个轨道有9颗工作卫星外加颗备用卫星,备用卫星停留在高于正常轨道300km的轨道上,能使任何人在任何时间、任何地点准确定位,误差不超过3m。

(3)GLONASS是俄罗斯独自建立全球卫星导航系统,主要由2-4颗卫星组成,均匀分布在三个近圆形的轨道面上,每个轨道面有8颗卫星,轨道高度19100km,运行周期11h15 min,轨道倾角比GPS略大,为64.8度。

(4)BDS是我国建立的自主发展、独立运行的全球卫星导航与通信系统,由3颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)(含3颗备份卫星)卫星和3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500km;定位精度10m,测速精度0.2m/s,授时精度50ns,精度与GPS相当,而在增强区域即亚太地区精度甚至会超过GPS。

1.2多系统融合的GNSS单点定位意义随着GNSS系统建设的发展和完善,尤其是北斗卫星导航系统(BDS)全球化进程的逐步推进,以及国外的卫星导航系统也在逐渐完善和现代化,GNSS在轨卫星数量得到显著提升,使用户可见卫星数量大幅增加,多系统单点定位的卫星可见数大大提高,可明显改善卫星的空间几何构型和提高定位的稳定性。

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