BDS+GLONASS非组合精密单点定位模型算法与应用研究

Currently, China and Russia are actively promoting the joint use of BDS and GLONASS, though there is a lack of research on precise positioning and its applications using both systems. Aiming at this fact and damans, this project is intended to carry out research on the function model of BDS+GLONASS precise point positioning (PPP) and its applications on precise ionosphere total electron content (TEC) extraction, including:(1) accurately parameterize inter-satellite-type biases (ISTB) of BDS, GLONASS inter-frequency biases (IFB) and inter-system biases (ISB) between two systems; (2) construct a theoretically rigorous un-combined PPP function model, which is the basis for BDS and GLONASS combined precise positioning; (3) study the method for precise ionosphere TEC extraction based on BDS+GLONASS uncombined PPP, and design reasonable and feasible experimental schemes to validate the new method. Research findings of this project will enrich and develop the theory of precise positioning based on multi-satellite navigation systems and improve the effects of GNSS-based precise ionosphere delay extraction, which are expected to provide new ideas and methods for solving some of the bottleneck problems in precise BDS/GNSS applications and have significant theoretical value and application prospects.

目前，中俄正积极推进BDS和GLONASS联合应用，而以往缺乏两系统融合进行精密定位与应用研究。针对此，本项目拟深入开展BDS+GLONASS非组合精密单点定位（PPP）的模型算法及其在电离层总电子含量（TEC）精密提取中的应用研究，主要包括：(1) 准确参数化BDS卫星类型间偏差（ISTB）、GLONASS频率间偏差（IFB）和两系统间偏差（ISB）；(2) 构建理论上严密的非组合PPP函数模型，为BDS和GLONASS联合精密定位提供基础；(3) 研究基于BDS+GLONASS非组合PPP的电离层TEC信息精密提取方法，并设计合理可行的实验方案，验证新方法的效果。本项目研究成果将丰富和发展多卫星导航系统精密点定位理论，提升GNSS电离层延迟信息精确提取效果，预期可为BDS/GNSS精密应用中部分瓶颈问题的解决提供新的思路和方法，有显著的理论意义和应用前景。

紧密结合BDS/GLONASS联合服务应用需求，重点对BDS+GLONASS非组合PPP严密函数模型构建、参数动态模型与滤波参数估计方法、非差非组合PPP电离层斜延迟精确提取与建模、多频多模卫星差分码偏差估计及相关创新应用等进行了系统研究，完成了预期研究目标与任务。主要创新成果：① 建立了联合处理BDS GEO卫星伪距多路径效应和GLONASS频间偏差特性的非差非组合PPP函数模型，实现了测站坐标、多种偏差、大气延迟等多类参数的滤波估计；建立了融合处理四系统/任意多频非组合PPP通用函数模型与滤波算法；②提出了一种电离层薄层高度确定新方法及电离层预报产品优化方案，建立了基于非组合PPP和滑动窗口滤波的实时区域电离层VTEC建模方法，建立了基于非组合PPP的四系统三频卫星伪距频间偏差估计方法，提出了解决接收机差分码偏差短时变化制约电离层提取精度的多频多模GNSS电离层信息提取精化方法，提高了卫星伪距频间偏差估计精度和可靠性；③提出了基于星载观测数据同步估计导航卫与接收机DCB以及相应顶部电离层VTEC的方法，实现了基于少量LEO卫星数据与大量地面GNSS数据解算DCB效果相当；④建立了基于大规模GNSS参考站网非组合精密单点定位的多时态对流层格网模型建模方法及GNSS大气水汽监测平台，实现了中国区域实时水汽监测。成果为相关的国家重点研发计划项目、国家重大科技基础设施专项任务与中科院卢嘉锡国际合作团队项目等实施提供了支持，并应用于维护和提升项目负责人领衔建成的北斗数据分析中心、IGS电离层分析中心及亚太参考网分析中心的电离层对流层、偏差及坐标等产品质量；发表论文30篇，其中，国际大地测量顶级学术期刊J Geodesy（JG）上 11篇，SCI收录27篇；项目负责人被聘为JG编委；获国家发明专利5项；资助36人次参加国际国内重要学术会议,其中12人次做会议特邀报告。。