以下文章来源于卫星导航国际期刊 ，作者章浙涛
标题：顾及卫星系统、接收机类型和观测网尺度的多系统非校准相位延迟特性研究
作者：曾平，章浙涛*，文援兰，何秀凤，何丽娜，李木子，陈武
主题词：宽巷UPD；窄巷UPD；卫星系统；接收机类型；观测网尺度
Properties of multi-GNSS uncalibrated phase delays with considering satellite systems, receiver types, and network scales
Ping Zeng, Zhetao Zhang*, Yuanlan Wen, Xiufeng He, Lina He, Muzi Li and Wu Chen
Satellite Navigation (2023) 4: 19
引用文章:
Zeng, P., Zhang, Z. T., Wen, Y. L. et al. Properties of multi-GNSS uncalibrated phase delays with considering satellite systems, receiver types, and network scales. Satell Navig 4, 19 (2023).
https://doi.org/10.1186/s43020-023-00110-9
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https://satellite-navigation.springeropen.com/articles/10.1186/s43020-023-00110-9
本文亮点
1.本文从参数估计的角度系统研究了不同卫星系统的影响因素，并发现了估计方法、更新频率和解算模式需因卫星系统而异。
2.详细分析了不同接收机类型对非校准相位延迟估计的影响，表明了接收机的硬件延迟也会影响卫星端非校准相位延迟的估计。
3.详细分析了不同观测网尺度对非校准相位延迟估计的影响，强调了在非校准相位延迟估计中应重视非模型化误差的处理。
内容简介
宽巷（WL）和窄巷（NL）非校准相位延迟（UPD）估计是精密单点定位模糊度固定的必要条件。随着各类偏差的产生机制越来越复杂，本文从参数估计的角度系统研究了四系统WL和NL UPD的影响因素。采用全球MGEX网中约100个测站用于生成全球网UPD，不同卫星系统的结果表明，UPD的估计方法、更新频率和解算模式对于不同卫星系统需要区别对待。此外，利用两种具有不同接收机类型（JAVAD和Trimble）的区域网数据进行UPD估计。结果表明，接收机相关的偏差会对UPD结果产生影响，如果这些接收机特定的误差没有考虑或者改正错误，接收机的硬件延迟也会影响卫星端UPD的估计。
此外，利用区域网进行UPD估计可以显著提高NL UPD的时间稳定性和残差分布，大约提升了68%和40%。这表明，不同尺度的观测网络表现出的非模型化误差不尽相同，在UPD估计中，不能忽略非模型化误差的影响，必须加以处理。
图文导读
I 顾及卫星系统影响的非校准相位延迟特性分析
图1展示了全球网络中不同卫星系统生成的WL和NL UPD的特性。GPS的WL UPD具有最佳的时间稳定性，平均STD约为0.018周，其中最大STD为0.046周。GLONASS的平均STD为0.070周，其中最大STD高达0.130周。相比之下，Galileo和BDS的WL UPD相对更稳定，Galileo平均STD约为0.024周，BDS为0.019周。需要注意的是，GLONASS的WL UPD受到IFB的影响，因此变化较大。
图 1 全球网2021年第152天到第181天估计得出的GPS(a)、BDS(b)、Galileo(c)和GLONASS(d)的WL UPD结果。
图2展示了2021年152天的四个卫星系统的NL UPD结果。GPS和Galileo的平均STD分别约为0.075周和0.080周，而BDS和GLONASS的STD分别为0.096周和0.099周。在时间稳定性方面，GPS和Galileo相当，并且均优于GLONASS和BDS。这种差异可能是由于不同卫星系统的精密产品、信号类型和信号质量造成的。
图 2 全球网2021年第152 GPS(a)、BDS(b)、Galileo(c)和GLONASS(d)的NL UPD结果。
II 顾及接收机类型影响的非校准相位延迟特性分析
图3展示了2021年152天到181天26个JAVAD接收机组成的区域网每日WL UPD结果，GPS、BDS、Galileo和GLONASS的平均STD分别约为0.026周、0.032周、0.016周和0.035周。
图 3 2021年第152天到第181天配备JAVAD接收机的区域网GPS(a)、BDS(b)、Galileo(c)和GLONASS(d)的WL UPD 估计结果。
图4展示了30个Trimble接收机组成的区域网WL UPD估计结果，四系统对应的平均STD为0.024周、0.020周、0.034周和0.026周。两个区域网中的WL UPD都具有较高的稳定性，但存在差异。在Trimble接收机的区域网中，GPS、GLONASS和BDS的WL UPD稍微更稳定，这种差异可能是由于接收机相关偏差所造成的（如天线PCO残差和接收机噪声）。
图 4 2021年第152天到第181天配备Trimble接收机的区域网GPS(a)、BDS(b)、Galileo(c)和GLONASS(d)的WL UPD 估计结果。
图5展示了2021年152天配备JAVAD接收机的区域网NL UPD的估计结果。GPS、BDS、Galileo和GLONASS的平均STD分别约为0.042周、0.034周、0.071周和0.046周。
图 5 2021年第152天配备JAVAD接收机的区域网的GPS(a)、BDS(b)、Galileo(c)和GLONASS(d)的NL UPD 结果。
图6展示了另一个配备Trimble接收机的区域网估计的NL UPD。四系统的平均STD约为0.017周、0.030周、0.021周和0.020周。这些结果表明两个不同接收机类型的网络之间的NL UPD存在显著差异。同时，可以观察到在配备Trimble接收机的网络中，GPS、BDS和GLONASS的NL UPD更稳定，相比之下，JAVAD接收机的稳定性较差。这表明不同接收机类型的硬件延迟会影响卫星UPD的估计。忽略UPD的稳定性将影响估计参数的结果。当UPD参数呈现时变特性时，选择适当的估计方法以考虑其动态特性非常重要，尤其在区域网中更为明显。因此，需根据实际情况选择合理的解算模式或策略。
图 6 2021年第152天配备Trimble接收机的区域网的GPS(a)、BDS(b)、Galileo(c)和GLONASS(d)的NL UPD 结果。
III 顾及观测网尺度影响的非校准相位延迟特性分析
全球和区域网络的UPD具有不同特性。通过比较全球网和区域网的结果可见明显差异。在WL UPD方面，全球和区域网的估计准确性相似，对非模型化误差不敏感。然而，NL UPD方面，全球网和区域网之间存在显著差异。全球网中GPS、BDS、Galileo和GLONASS的NL UPD的平均STD约为0.075周、0.096周、0.080周和0.099周，而配备JAVAD接收机的区域网络中的NL UPD分别为0.042周、0.034周、0.071周和0.046周。配备Trimble接收机的区域网络中，NL UPD的平均STD约为0.017周、0.030周、0.021周和0.020周。区域网中的NL UPD稳定性改善程度分别达到76.9%、68.9%、73.6%和71.8%。
在全球网络中，NL UPD的残差约为0.100 cycles，而配备JAVAD接收机的区域网络中小于0.060周，残差减小了40.0%以上。配备Trimble接收机的区域网络中，NL UPD的残差与全球网络相当。区域网中的NL UPD估计具有更好的稳定性和残差分布，这是因为区域网中的非模型化误差具有相似性，可以更好地吸收到NL UPD的基准中，提供更高的精度的UPD估计结果。此外，全球网估计的NL UPD可全天候使用，而区域网络中的结果不连续且依赖于可见卫星。这是因为全球网络具有更长的可见弧段。因此，全球网估计的UPD可以连续为用户提供服务，而区域网络中的UPD理论上更适合本地用户，因为其中的非模型化误差较小。
作者简介
章浙涛 博士
本文通讯作者
河海大学
▍作者简介
章浙涛，副教授，硕士生导师。研究方向为卫星精密定位与多源融合导航，目前主要从事复杂条件下的精密导航定位工作，以一作/通讯在JoG、GPSS、IEEE Trans、测绘学报等期刊上发表SCI/EI论文30余篇。
转自：“测绘学术资讯”微信公众号
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