顾及电离层延迟的BDS-3四频长基线定位算法

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0107

测绘通报 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (4): 71-78.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0107

顾及电离层延迟的BDS-3四频长基线定位算法

吕震¹, 王振杰¹, 刘金萍², 翟建朋², 周浩³

1. 中国石油大学(华东) 海洋与空间信息学院, 山东青岛 266580;
2. 中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司, 山东东营 257100;
3. 青岛北斗陆海科技有限公司, 山东青岛 266555

收稿日期:2022-06-14 发布日期:2023-04-25
作者简介:吕震(1997—),男,硕士,研究方向为GNSS数据处理。E-mail:17864293627@163.com
基金资助:
中国石化集团公司科技攻关项目(JP210004)

BDS-3 quad-frequency long baseline positioning algorithm considering ionospheric delay

Lü Zhen¹, WANG Zhenjie¹, LIU Jinping², ZHAI Jianpeng², ZHOU Hao³

1. College of Oceanography and Space Informatics, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China;
2. Shengli Branch, Sinopec Geophysical Co., Ltd., Dongying 257100, China;
3. Qingdao Beidou Land-sea Technology Co., Ltd., Qingdao 266555, China

Received:2022-06-14 Published:2023-04-25

摘要/Abstract

摘要： 针对长基线定位中电离层延迟对定位精度造成的影响,本文提出了一种基于BDS-3四频信号(B1C/B1I/B2a/B3I)的四频消电离层(IF)组合方法,采用消电离层组合观测值消除电离层延迟误差,联合模糊度改正后的超宽巷或宽巷组合观测值构建定位方程,从而实现原始窄巷模糊度和基线位置坐标的解算。试验采用BDS-3四频数据对四频IF组合方法和基于GB-FCAR模型的电离层延迟参数估计方法的定位精度进行对比分析。结果表明,在对长度超过500 km的长基线进行定位解算时,四频IF组合方法可以实现电离层延迟误差消除。与电离层延迟参数估计方法相比,四频IF组合方法水平和垂直方向的定位精度均达分米级,提升幅度分别达35%和40%以上,定位精度显著提高,其相对定位精度可达1×10^-9 m,满足长基线相对定位的要求。

关键词: BDS-3, 四频, 长基线, 参数估计, 消电离层组合

Abstract: Considering that ionospheric delay in long baseline positioning can affect the positioning accuracy, this paper proposes a quad-frequency ionosphere-free (IF) combination method based on BDS-3 four-frequency signals (B1C/B1I/B2a/B3I), which eliminates the ionospheric delay error by using the combined ionosphere-freeobservations and constructs the positioning equation by combining the ambiguity-corrected extra-wide-lane or wide-lane combination observations, so as to estimatethe raw narrow-lane ambiguity and baseline coordinates. The experiments are conducted to compare the positioning accuracy of quad-frequency IF combination method and ionospheric delay parameter estimation method based on GB-FCAR modelusing BDS-3 quad-frequency data. The results show that when long baseline is over 500 km,the quad-frequency IF combination method can eliminate ionospheric delay error. Compared with the ionospheric delay parameter estimation method, the positioning accuracy of the quad-frequency IF combination method can reach the decimeter level in both horizontal and vertical directions,the improvement can reach more than 35% and 40% respectively,which significantly improves the positioning accuracy. The relative positioning accuracy can reach 1×10^-9 m, which meets the relative positioning requirements of long baselines.

Key words: BDS-3, quad-frequency, long baseline, parameter estimation, ionosphere-free combination

中图分类号:

P228

吕震, 王振杰, 刘金萍, 翟建朋, 周浩. 顾及电离层延迟的BDS-3四频长基线定位算法[J]. 测绘通报, 2023, 0(4): 71-78.

Lü Zhen, WANG Zhenjie, LIU Jinping, ZHAI Jianpeng, ZHOU Hao. BDS-3 quad-frequency long baseline positioning algorithm considering ionospheric delay[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2023, 0(4): 71-78.

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顾及电离层延迟的BDS-3四频长基线定位算法

BDS-3 quad-frequency long baseline positioning algorithm considering ionospheric delay

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