文献综述(或调研报告):
1、引言
随着卫星导航定位系统的快速发展,可用的观测卫星数量越来越多,卫星数据中包含的频段也在逐步增加,这为导航定位技术的发展带来了很多的机遇。
目前基线解算所采用的技术为差分技术[1-4],站星间的二次差能够消除卫星钟差,接收机钟差等未知数,当基线长度较短时还能消除大气延迟[5]。传统的双差模型采用的为松组合模型,即在系统内部选择一颗参考卫星进行双差[6-8],这种模型实现比较简单,但是对卫星的应用不够充分。当观测环境较差,各系统可观测的卫星比较少时,模型结构和解算结果都不算理想。甚至当系统内部只有一颗观测卫星时不能组成双差模型,浪费了卫星的数据。而系统间的紧组合模型则能很好地解决这个问题[9]。紧组合模型中将多个系统的卫星数据选择某个系统的一颗卫星进行双差,结合了多个系统,使得模型中卫星的几何结构更加合理,卫星的利用率更高。
2、国内外研究现状
目前,有许多的学者针对不同系统间紧组合的内容做出了研究,针对不同长度的基线和频率下的各系统紧组合方案所涉及到的参数都进行了实验计算。
2012年,Dennis Odijk等人对GPS系统和Galileo系统间的双差模型进行推导[10],在进行双差的过程中,相对于传统的在系统内部选择参考卫星进行双差,紧组合模型在双差时选择一个系统的卫星作为参考卫星。由于接受机对于两个系统的卫星的硬件延迟有所差异,所以在双差的过程中会形成一个新的未知参数(DISB)。Odjik等人对L1-E1频率与L5-E5a频率下GPS系统和GALILEO系统之间DISB参数进行了计算。证明在短基线情况下,当基线两端的接收机的型号形同时,伪距DISB和相位DISB参数是稳定的,并且两个参数都接近于0。当基线两端的接收机型号不同时,伪距DISB参数和相位DISB参数均不为零,但是值都稳定在一个常数附近。2016年Odjik等人将紧组合的范围进行了扩展[11],计算了GPS,GALILEO,QZSS、IRNSS四大系统在L5/E5a这一公共频段上伪距DISB值和相位DISB值同样具有这个特征。2016年国内的张小红等人对北斗系统和GALILEO系统在重合频段B2/E5b上对伪距DISB参数和相位DISB参数进行了计算[9,12],结果表明DISB参数在时间序列上具有类似的性质。综上所述,相同型号接收机之间的DISB稳定在0附近,不同型号接收机之间的DISB在一个常数附近稳定,并且DISB参数的这一特征在不同系统之间具有普适性。
以上研究主要集中于不同系统的共同频率之间,其主要应用于单频定位模型。而事实上各系统之间仅有少数频率相同,在多个频率观测值融合处理时难免会遇到不同频率观测值的融合处理情况。针对这种情况,高旺等人建立了GPS/BDS不同频率间的紧组合模型并对模型涉及到的综合不同频率情况的DISB参数进行了计算,证明了在GPS/BDS不同频率紧组合中的DISB参数同样具有时变稳定性
除了上述的特征以外,还有学者研究了ISB参数的一些其他的特征。2015年,Jack Paziewski在研究GPS-GALILEO紧组合定位[13]时指出,ISB参数除了具有总体上的稳定性之外,某些组合的ISB参数在细节上具有周期性的特点,不够他们没有对其进行深入研究。2016年Nan Jiang等人研究了GPS/BDS的PPP组合模型中的ISB参数进行了细部研究[14],他们利用一个二次多项式与一个周期函数之和成功地为ISB参数的时间序列进行建模,证明ISB在细节上具有周期性的特点。
当基线长度较长时,基线两端接收机的观测数据进行差分时将不能忽略大气延迟的影响,其中的对流层延迟可以通过建模的方法对其进行消除。相对于短基线模型,中长基线双差模型中将会增加一个新的未知参数(电离层双差值),模型会出现秩不足的情况。2016年Odjik等人针对这种情况将系统间双差模型进行了扩展,运用不同频率数据组合的方式将双差模型中的未知数进行了重新组合,区别于短基线模型中的DISB参数建立了新的DISB参数。并指出短基线DISB参数可以通过扩展应用到中长基线模型中去,但是长基线模型中的DISB参数不能应用到短基线模型中去。国内有学者建立了短基线BDS-GPS组合模型并计算了DISB参数的大小[15]。2017年高旺等人建立了中等长度基线的GPS—BDS系统间差分模型[16],模型中利用不同频率组成无电离层模型,消除电离层误差后再利用不同频率间的组合组成新的DISB参数并进行了计算,证明新的DISB参数仍然具有稳定性。
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