1、第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：杨国庆（），男，山东潍坊人，工程师，学士，主要从事工程测量工作。三频长基线 定位性能分析杨国庆（山东正大地理信息科技集团有限公司，山东 潍坊）摘要：实时动态定位（，）技术作为不可替代的精密定位技术之一，在很多领域发挥着重要作用。多频信号的播发将提供多种三频 组合定位方式，因此本文进行了多种 三频组合长基线 解算实验，并与 和 系统三频组合进行对比。实验结果表明，卫星可用性优于另外 种系统。三频组合长基线 定位性能最优，优于 和，模糊度固定率在 以上，模糊度固定初始时间在 以内，定位精度可以达到厘米级；其余 种 三频组合长基线 定位
2、性能低于 和，或者与其相当。关键词：；三频；长基线；中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：（），：；引 言单 历 元 相 对 定 位 即 实 时 动 态 定 位（，）技术是当前精密定位技术之一，在变形监测、自动驾驶等领域发挥着重要作用，是不可替代的定位技术。北斗卫星导航系统（，简称）是继、以及 之后第四大卫星导航系统，在轨工作卫星超过 颗，可以向全球任何地区提供高精度导航与定位服务。当前 可以播发、共计 个频率，其中北斗二代（）卫星可以播发、个频率，北斗三代（）可以播发、个频率，极大增加了 三频组合定位的组合方式。作为 的重要组成部分，其基线解算定位性能受到了广泛关注，朱松等评估了 系
3、统 定位性能，发现对于 短基线，单系统单频 模糊度固定率在 之间，多系统组合模糊度固定率在以上，而改正 后紧组合 定位性能相比松组合有所提升；高猛等提出了一种 中长基线三频整周模糊度确定方法，该方法能有效固定中长基线三频载波相位整周模糊度，定位精度可以达到厘米级。高猛等提出了一种北斗系统三频非差网络 方法，经验证该方法能克服双差网络 带来的测站和卫星间的相关性，增加了网络 作业的灵活性；高春伟等提出了一种基于部分模糊度固定策略的 宽巷卡尔曼滤波 定位方法，通过 组中长实验表明，双系统组合宽巷模糊度固定率接近，而定位精度可以达到厘米级或者准厘米级；刘扬等提出一种基于 三频观测值组合的非差 流动站
4、单历元定位方法，采用该方法解算短基线模糊度固定率在 以上，定位精度可以达到厘米级；李勇熹等削弱了电离层延迟高阶项对长基线网解精度的影响，削弱电离层高阶影响后，与 定位精度相当，基准站 个方向定位精度都在 ，而相比 和 单系统定位精度都有所提升。我国 已经正式开通全球服务，有必要对其不同的三频组合 定位性能进行分析，因此，本文分析了一种（）三频组合、种 三频组合长基线单历元解算定位性能，并与 系统 三频组合和 系统 三频组合定位性能进行对比。数学模型双差观测值是基线解算中常用的定位模型，该模型可以削弱部分定位误差，提升定位精度，而本文则采用非组合双差模型进行长基线单历元解算，非组合双差模型可以表
5、示如下：（）式中，表示非组合双差算子；表示载波相位的波长；表示以周为单位的载波相位观测值；表示测站至接收机间的几何距离；表示整周模糊度；表示卫星轨道误差、电离层延迟误差、对流层延迟误差等的残差；表示载波相位观测噪声；表示伪距观测噪声。三频非组合双差模型可以进一步表示为：（，）（，）|（）式中，、表示整数组合系数；、表示参与组合 个信号的频率；其余符号表示含义与上式相同。实验与结果分析以 组约 的长基线实测数据作为实验数据，数据采集时间为 年 月 日，数据采样间隔为。三频组合方式共计 种：三频组合 ，三频组合方式 、，卫星解算截止高度角设置为。本文分析指标分别为卫星可用性情况、定位偏差、模糊度固
6、定初始时间、模糊度固定率以及定位精度，如图 至图 所示。如图 所示，在观测历元内，的卫星可见数最优，在 颗之间变化；其次为，在 颗之间变化；与 卫星可见数相当，在 颗之间变化。图 卫星可见数 图 如图 所示，系统 值较低，在观测历元内都在 以内变化；其次为，在观测历元内都在 以内变化；与 相当，部分历元的 值出现较大变化。如图 所示，除 系统三频组合外，其余三频组合长基线水平和高程定位偏差都存在一个收敛过程，在收敛之后，组合水平定位偏差在 以内变化，高程定位偏差在 以内变化；除个别历元定位偏差较大外，水平定位偏差在 以内变化，高程定位偏差在 以内变化；除个别历元定位偏差较大外，水平定位偏差在
7、以内变化，高程定位偏差在 以内变化；除个别历元定位偏差较大外，水平定位偏差在 以内变化，高程定位偏差在 以内变化；除个别历元定位偏差较大外，水平定位偏差在 以内变化，高程定位偏差在 以内变化；除个别历元定位偏差较大外，水平定位偏差在 以内变化，高程定位偏差在 以内变化。如图 所示，三频组合长基线 模糊度固定初始时间最短，在 以内，其次为 三频组合，模糊度固定初始时间在 以内，要优于 系统 三频组合和 系统 三频组合模糊度固定初始时间，三频组合模糊度固定初始时间与 系统 三频组合相当，在 左右，但高于 系统 三频组合模糊度固定初始时间，三频组合模糊度固定初始时间最长，在 以内，而 系统 三频组合
8、模糊度固定初始时间在 以内。如图 所示，和 第 期杨国庆：三频长基线 定位性能分析图 三频组合长基线单历元定位偏差 三频组合长基线 模糊度固定率最优，在 以上，其次为 系统 三频组合，模糊度固定率在 左右，系统 三频组合模糊度固定率最低，在 左右，与 三频组合模糊度固定率相当，在 左右。图 模糊度固定初始时间 图 模糊度固定率 图 三频超长基线定位精度 如图 所示，系统 三频组合超长基线 定位 方向精度最优，优于 ，其次为 三频组合，方向定位精度优于 ，系统 三频组合 方向定位精度优于 种三频组合定位精度，方向精度优于 ，测绘与空间地理信息 年 三频组合 方向定位精度优于 ，三频组合 方向定位
9、精度优于 ，三频组合 方向定位精度最低，优于。三频组合与 系统 三频组合、系统 三频组合 方向定位精度相当，优于 ，三频组合与 三频组合 方向定位精度相当，优于 ，三频组合 方向定位精度最低，优于 。三频组合与 系统 三频组合 方向定位精度相当，优于，其次为 系统 三频组合，方向定位精度优于 ，三频组合 方向定位精度优于 ，三频组合 方向定位精度优于 ，三频组合 方向定位精度最低，优于 。结束语 多频信号的播发增加了 三频组合定位方式，为进一步评估 三频超长基线 定位性能，本文基于一组实测长基线数据，分析了 不同三频组合 定位性能，并与 与 三频组合性能进行对比，实验结论如下：）卫星可见数优于
10、 和，但 值大于 小于，这可能与 卫星星座组成方式有关。）三频组合 模糊度固定率与初始时间最优，优于 和 三频组合，而 三频组合 模糊度固定率与初始时间最差，低于 和 三频组合。）三频组合 定位精度与 和 三频组合定位精度相当，其余 种三频组合定位精度低于 和 三频组合定位精度。参考文献：陈文涛，程鹏飞，徐彦田，等部分模糊度固定的 中长基线 算法研究测绘科学，（）：张辉，余容，赵健，等复杂环境下基于 的 组合导航性能分析大地测量与地球动力学，（）：李树文，王潜心，武威 单双频信号全球定位精度分析测绘科学，（）：朱少林，岳东杰，何丽娜，等 融合三频精密单点定位模型及偏差特性分析武汉大学学报（信息
11、科学版）：，（）：李振滑坡环境下 三频 精度分析测绘标准化，（）：王扁头 三频伪距单点定位精度分析矿山测量，（）：聂士海，张显云，付婷，等基于 三频相位多路径误差的土壤湿度反演大地测量与地球动力学，（）：卜宇航，李博峰，臧楠，等 三频精密单点定位模型比较与分析导航定位学报，（）：，谢明德 三频精密单点定位精度分析全球定位系统，（）：朱松，李玮 卫星信号质量及 定位分析测绘科学，（）：高猛，王顺顺，王操，等 中长基线三频 算法研究大地测量与地球动力学，（）：，高猛，徐爱功，祝会忠，等一种北斗卫星导航系统三频非差网络 方法武汉大学学报（信息科学版），（）：，高春伟，赵利江，刘海红 中长基线宽巷准厘
12、米级 算法 全球定位系统，（）：刘扬，程鹏飞，徐彦田，等 三频非差 单历元定位方法导航定位学报，（）：李勇熹，程鹏飞，徐彦田，等顾及高阶电离层延迟的 长基线网解精度分析 测绘科学，（）：袁宏超，秘金钟，徐彦田，等 双系统多频 算法研究测绘通报，（）：编辑：任亚茹（上接第 页）张学敏基于支持向量数据描述的遥感图像病害松树识别研究合肥：安徽大学，李卫正，申世广，何鹏，等低成本小型无人机遥感定位病死木方法林业技术开发，（）：，金伟 浙江省松材线虫病危害区域松林面积变化过程遥感监测杭州：浙江林学院，张田福建省三明市松材线虫病遥感监测预测研究北京：北京林业大学，石进，马盛安，蒋丽雅，等航空遥感技术监测松材线虫病的应用中国森林病虫，（）：编辑：张 曦第 期杨国庆：三频长基线 定位性能分析