RTK车载固定解测试（厘米级车辆导航） 车辆时速： 20-80 km/h 点位要求： RTK固定解 车载轨迹分布 车载详细轨迹.

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1 RTK车载固定解测试（厘米级车辆导航） 车辆时速： 20-80 km/h 点位要求： RTK固定解 车载轨迹分布 车载详细轨迹

2 三、PPP随机模型 3.1UPthree4.0软件简介 3.2基于卫星原子钟噪声的PPP随机模型 3.3多系统PPP随机模型

3 1997年Zumbeger提出了精密单点定位技术（Precise Point Positioning，PPP）。
无电离层组合模式（Kouba J，2001）； UofC组合模式（Gao Y，2001）； 非组合模式（Keshin，2006）

4 3.1 UPthree4.0软件简介 经典模型： 误差方程为：

5 UofC模型： 误差方程为：

6 非差软件(UPthree4.0) 4 : GPS+GLONASS+BDS+GALILEO 0 : 浮点解 非差数据处理的误差模型改正
误差改正项 改正模型/方法 对流层延迟 模型 估计对流层湿延迟ZWD 先验模型 Hopfield模型+GPT模型提供的温度和气压 映射函数 NMF/GMF/VMF 电离层延迟 无电离层组合/参数估计 卫星天线相位中心 IGS_08.atx PCO+PCV 接收机天线相位中心 相位缠绕改正 Wu模型 地球自转效应 Sagnac效应(Su,2001) 相对论效应 IERS协议（1996 Ch.7） 固体潮(Solid Tide) IERS协议（2003 Ch.7）GOT4.8模型 海洋潮(Ocean Tide) IERS协议（2003 Ch.7） 极潮(Pole Tide)

7 先验标准差，过程噪声设置 待估参数 先验标准差 过程噪声（1/sqrt(s)） 坐标分量 100m 天顶对流层 20cm
天顶对流层 20cm 5.6E-6 m/s 接收机钟差 1E+6 m 3.0E+5 m/s 相位模糊度 1E+10 cycle

8 测试时间：2013年6月17日 观测数据：全球分布的179个IGS连续跟踪站

9 分析中心产品 IGR数据：igr17450.sp3, igr17451.sp3, igr17452.sp3
igr17450.clk, igr17451.clk, igr17452.clk igr17451.erp IGS数据：igs17450.sp3, igs17451.sp3, igs17452.sp3 igs17450.clk, igs17451.clk, igs17452.clk igs17450.clk_30s, igs17451.clk_30s, igs17452.clk_30s igs17457.erp CODE数据： COD17450.EPH, COD17451.EPH, COD17452.EPH COD17450.CLK, COD17451.CLK, COD17452.CLK COD17450.CLK_5S, COD17451.CLK_5S, COD17452.CLK_5S 实时数据流：BKG 坐 标 真 值： COD17457.SNX 收 敛 判 断：abs(N)<0.1 m && abs(E)<0.1 m

10 测试方案设计 方案 轨道产品 钟差产品 测试目的 方案1：CODE+5SEC CODE 5S CODE最终星历 测试软件
方案3：IGS+30SEC IGS 30S IGS最终星历 方案4：BKG+BKG5SEC BKG 5S RTS-PPP 方案5：IGR+300SEC IGR 300S IGR星历 比较收敛速度 方案6：IGS+300SEC IGS 300S 方案7：CODE+900SEC CODE 900S 方案8：IGR+900SEC IGR 900S 方案9：IGS+900SEC IGS 900S

11 软件精度及稳定性测试（CODE分析中心产品）
5SEC CODE 30SEC 说明UPthree4.0软件可以实现全球N、E、U三个方向上的单天毫米级定位。

12 软件精度及稳定性测试+RTS测试（RTS使用BKG分析中心产品）
IGS 30SEC BKG BKG5SEC 说明实时数据流的精度基本能达到单天解算毫米级的精度。 从四种解算模式的收敛过程来看，收敛都比较平稳，主要原因是四种模式下卫星钟差产品都是高采样率的。

13 收敛速度测试（IGR+IGS 5MIN产品）
300SEC IGS 300SEC 由图可见，但是从收敛过程中可以看出波动要比四种高采样率的要大。

14 收敛速度测试（IGR+15MIN产品） 收敛过程波动更大，收敛时间更长，且由时间的中误差可见，各站点之间的收敛速度差异变大！

15 收敛速度测试（IGS+15MIN产品） 收敛过程波动更大，收敛时间更长，且由时间的中误差可见，各站点之间的收敛速度差异变大！

16 收敛速度测试（CODE+15MIN产品） 收敛过程波动更大，收敛时间更长，且由时间的中误差可见，各站点之间的收敛速度差异变大！

17 均值(mm) 方差(mm) 收敛时间(min) N E U 均值 方差 CODE+5SEC 0.43 0.08 3.13 5.79
10.83 14.07 44.68 25.86 CODE+30SEC 0.42 0.09 5.78 10.84 14.06 44.45 25.96 IGS+30SEC -1.40 -1.10 2.71 6.49 11.03 14.25 43.82 26.41 BKG -3.46 -4.23 -9.11 10.03 15.24 22.96 43.97 29.19 IGR+300SEC -0.77 -0.99 4.23 5.90 12.48 16.56 67.12 27.65 IGS+300SEC -1.63 -0.78 3.73 6.35 12.44 17.00 65.06 24.18 IGR+900SEC -1.52 -1.93 2.13 7.29 13.25 21.33 89.42 36.01 IGS+900SEC -2.54 -1.66 1.05 7.35 13.24 21.42 90.25 37.82 CODE+900SEC -0.23 -1.11 1.55 7.33 14.36 21.19 89.80 34.19 由统计结果可得如下结论： 实时数据流PPP在高程方向有9mm的系统差，可能是由于实时数据流没有ERP数据造成的； 实时数据流PPP的收敛速度与CODE和IGS的高采样率产品基本相当； 低采样率钟差产品的收敛时间较长，且钟差间隔越大，所需时间越长，收敛过程中抖动也越大。

18 3.2 基于卫星原子钟噪声的PPP随机模型 加速PPP收敛的方式： 随机模型建立进展 存在问题：
（1）用户自己进行高采样率卫星钟差产品的估计（仅适用于少数用户） ； （2）使用高采样率钟差产品（最高5秒钟，CODE）； （3）仅选取卫星钟差数据节点对应时刻的数据进行PPP定位计算（Bernese）； （4）建立恰当的随机模型。 随机模型建立进展 （1）Bernese中的随机模型 ，大部分随机模型与此类似； （2）基于卫星钟差插值误差的随机模型（易重海，2011）： 存在问题： （1）大部分论文中默认使用Bernese软件中的模型，但为考虑结点问题 （2）将所有卫星的钟差插值误差使用同一个经验值，其问题在于未理解插值误差的实质是原子钟噪声，而非插值算法本身。

19 差值方法: Lagrange (degree 3)
原子钟噪声分析： 钟差分析数据: 时间： 1760~1710 周 (21周) IGS产品: IGS 30 秒钟差(参考产品) IGS 300秒钟差 IGS 900秒钟差 IGR 300秒钟差 IGR 900秒钟差 差值方法: Lagrange (degree 3)

20 原子钟噪声分析： IGS 300s-IGS 30s IGS 900s-IGS 30s IGR 300s-IGS 30s IGR 900s-IGS 30s

21 原子钟噪声分析： (a)不同卫星的噪声序列 (b)G01噪声统计直方图 (c)G03噪声统计直方图 IGS 5分钟产品噪声

22 原子钟噪声分析： IGS钟差插值误差统计

23 原子钟噪声分析： IGR钟差插值误差小波去噪结果

24 原子钟噪声分析： (a) 5分钟产品 (b) 15分钟产品 IGR、IGS钟差插值误差统计

25 PPP随机模型： 伪距方程: 载波方程: 与易重海博士（2011）提出的：顾及卫星钟差插值误差的 GPS 精密单点定位观测值随机模型区别在于其将原子钟噪声认为是插值误差，所以对于所有的卫星噪声相同（30秒产品：0.0167ns，5分钟产品：0.1033ns，15分钟产品：0.1667ns）；本文提出的方法不同点在于认为误差非插值算法造成，而是原子钟的噪声特性，所以对每颗卫星设置不同的值。

26 数据测试： 测试点位分布图（179个）

27 测试方案设计： 测试 卫星钟差产品 随机模型 测试1 IGS 30秒钟差 常规模型（标准） 测试2 IGR 300秒钟差产品 常规模型 测试3 改进模型 测试4 IGR 900秒钟差产品 测试5 测试6 IGS 300秒钟差产品 测试7 测试8 IGS 900秒钟差产品 测试9

28 BJFS站收敛过程： 测试1 测试2 测试3 测试4 测试5 测试6 测试7 测试8 测试9

29 精度及收敛时间统计： 测试 均值（mm） 中误差（mm） 收敛时间 (min) N E U 测试1 1.19 1.54 6.28 6.54 12.28 13.09 18.58 测试2 -0.04 -0.06 5.25 6.83 10.36 14.14 53.41 测试3 2.18 -0.61 6.05 7.56 15.05 19.28 50.84 测试4 1.25 0.84 8.62 8.30 15.15 26.42 119.03 测试5 3.47 2.08 6.97 8.93 18.17 29.20 96.26 测试6 0.95 0.72 5.56 6.82 13.40 16.43 52.99 测试7 3.26 -0.10 6.00 7.39 15.21 17.91 50.88 测试8 2.06 1.47 8.94 8.23 15.22 26.67 98.18 测试9 4.03 2.36 8.81 9.06 17.45 27.72 79.16

30 3.3 多系统PPP随机模型 ONS1站不同系统的结果 GPS GPS+GLONASS

31 GPS+BDS GPS+BDS+GLONASS GPS+BDS+GLONASS+GALILEO

32 MAR7站点不同结果分析 GPS+GLONASS GPS

33 GPS+BDS GPS+BDS+GLONASS GPS+BDS+GLONASS+GALILEO

34 同一个站点不同系统稳定后比较 ONS1 MAR7 收敛时间（分） N(m) E(m) U(m) 收敛时间（分) GPS 26 0.004 0.011 33.5 0.006 -0.01 GPS+BDS 25.5 0.009 0.010 0.005 31.5 -0.012 GPS+GLONASS 20 0.001 23.5 -0.006 GPS+GLONASS+BDS 0.002 22.5 -0.009 GPS+GLONASS+BDS+GALILEO 18

35 四、兴趣小组

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37 本科生参加学术报告 第四届中国卫星导航学术年会 第七届中国卫星导航学术年会

38 本科生获学术论文奖 第七届中国卫星导航学术年会“青年优秀论文”一等奖

39 2015年山科大暑期培训

40 2016年山科大暑期培训

41 五、研究生团队与发展方向

42 研究生来源：测绘、自动化、微电子、通信 招生要求：本科阶段不低于2年在团队学习开发 软件方向熟悉 C/C++，嵌入式开发，RTK/PPP算法 硬件方向能画8层电路板，FPGA 自有学生：2人（测绘学院招生） 合作导师：山东科技大学海洋工程研究院 卢秀山教授（2人） 山东科技大学测绘学院 刘国林教授（1人） 山东科技大学电气与自动化学院 卢晓副教授（4人） 山东大学微电子学院 邢建平教授（全部）

43 研究方向一：GNSS算法 RTK（终端），PPP（终端） 网络RTK（服务器端），PPP-RTK（服务器端） GNSS信号跟踪捕获、数字信号处理（微电子专业） 研究方向二：组合导航 GNSS/INS紧组合（主要针对三维激光扫描车） GNSS/INS松组合，主要涉及芯片级陀螺应用 研究方向三：机器视觉与视觉导航（自动化专业）

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