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摘要：为对BDS与GPS组合系统的标准单点定位结果进行分析，根据实测数据首先对伪距标准单点定位原理进行阐述，然后对BDS以及GPS数据质量进行对比分析，最后将单系统与组合系统的标准单点定位结果进行精度对比分析。实验结果表明：单系统进行标准单点定位时，GPS标准单点定位内外符合精度略高于BDS标准单点定位精度，GPS/BDS联合进行标准单点定位时，标准单点定位精度相对于单系统标准单点定位精度每个方向都有提高，内符合精度每个方向提高较多，大约为50%，而外符合精度提高较少，大约在20%以下。
关键词：GPS、单点、定位、结果分析
1、前言
当观测条件不是很有利时，GPS可以为全球用户提供高精度的定位导航服务，在北斗导航系统组网完成后，亚太地区将实现导航定位，标准单点定位精度达到m级，实现协同导航，GPS和“北斗”导航系统的定位将决定全球导航卫星系统的发展方向，联合系统中的定位精度将是分析的重点。随着北斗导航系统的不断完善和发展，许多科学家对其标准导航系统的精度进行了研究和分析。根据单点定位和GPS标准单点定位的结果，结合GPS对定位精度进行了分析，GPS的定位精度比其他任何系统都要高，但在平面和垂直方向上，一个点的定位精度要高得多，在单点定位原理和模型的基础上，分析了单系统和组合系统的数据质量以及不同系统的标准定位精度。
2、单点定位
由于BDE和CPS系统使用不同的时间和坐标数据，因此有必要对它们进行协调，以确定它们的组合[1]。北斗时系统由北斗时系统接管，核基地由北斗时系统接管。BDS时间系统接受中国大地坐标系2000，CSP时间系统接受WGS84坐标系。WGS84和ws84之间的厘米差无需在同一点转换为BDS/GPS伪定位。必须考虑坐标系，在观测过程中，由于时间误差、电离层折射率误差、对流层折射率误差、地球自转、潮汐等因素造成的距离与这些误差无关，称为伪距，利用固定在某一点的导航信息，解决了卫星坐标和观测数据的伪遥测问题[2]。导航信息计算出卫星在轨坐标位置后，读取每个观测日历中每颗卫星的伪距观测数据，伪距观测数据的获取是根据PRN号和相应的卫星日历进行预处理和选择的，BDE/GPS各峰值的定位与测量过程中的逆交点相对应，不同于CPS或BDS的定位。为了估计CPS时钟和BDE接收机之间的差异，需要使用单点BDE进行定位。接收机坐标以近似坐标及其修正值的形式记录，并按线性公式分布在近似坐标中，不考虑观测噪声的影响。
3、主要误差修正
标准点定位依赖于误差集，包括：卫星日历误差、卫星时钟误差、接收机时钟误差、对流层延迟误差、电离层延迟误差[3]。标准点定位中最重要的初始数据，如相对论效应，就是卫星日历，因此，无线电日历适用于低精度单点定位导航，轨道误差的影响可以暂时忽略。卫星的轨道位置计算为卫星发射信号的空间坐标，接收到的信号也是记录已知观测数据的时间。信号传输时间的计算通常采用迭代收敛法，大气介质中的延迟误差与卫星信号的发射时间和接收时间有一定的关系，表示信号传输过程中卫星与接收机之间的几何距离；接收器的一般位置坐标。这些是卫星位置坐标，用于计算信号传输时间t=-0.075s，计算XO卫星坐标并输入，重新计算信号传输时间。迭代计算的迭代收敛到两颗卫星在非工作时间输出，作为卫星的位置坐标计算确定卫星的发射时间。当地球同步轨道卫星的轨道倾角接近零时，计算地球同步轨道卫星瞬时轨道位置的方法与GPS类似，还需要利用时钟参数计算出地球同步轨道卫星在坐标系中的上升点和P坐标[4]。卫星时钟读数误差通常用多项式的二次逼近来表示。具体参数提供了时钟误差的时间，与高精度卫星的原子钟相比，接收钟通常由石英制成，时差大，考虑到多项式和时钟误差的结合不可能产生更好的结果，时钟接收误差通常作为待确定的参数之一，当电磁信号通过对流层和电离层时，其速度会发生变化，因此需要对误差进行仔细的调整，利用对流层延迟模型对对流层延迟误差进行校正，利用模型对电离层延迟误差进行了修正。在惯性空间中，卫星和接收钟的速度不同，地球的引力也不同，相对论效应的一个恒定分量就是将卫星钟的初始频率降低0。
4、实例
为实现上述matlab算法，数据采集接收机为北斗/GPS双频接收机，根据部分高校2013年3月15日24小时数据，计算选择系数[5]。可见，同济大学TJA站有8～10颗“北斗”卫星，当天的GPS卫星大多在6～10之间，但当天至少有四颗卫星，仅满足基本定位要求，观测不多。GPS观测数据质量很低，没有均方根误差，GPS组合定位使现有观测卫星数量大大增加。北斗单点距离伪定位结果在N、e、u三个方向上均有波动，其中e效果最好，这是因为北斗星座的特殊性。赤道上方的5颗地球静止卫星提高了从东向西的定位精度。准定位北斗的平面精度小于3米，高空精度小于8米，对比三个伪点的定位精度可以看出，虽然GPS数据质量不高，伪单点测距GPS单系统的定位精度仍优于北斗单系统，将定位精度与伪定位相结合，在GPS数据质量较差的情况下，明显高于单点测距GPS单系统的定位精度，伪远点联合定位可以减少对单个系统的依赖，同时提高可靠性和可用性，可以得出结论，基思路系统总体上还不成熟，与GPS相比，在如何优化星座、消除所有误差方面存在着显著差异，这可能是提高导航应用精度的一个重要研究方向。北斗单系统伪定位精度系数超过单GPS系统伪定位精度系数，GPS联合观测将提高卫星的能见度及其对DOP的重要性，特别是在未来观测条件不好、最终仰角较大的情况下，目前在轨使用的卫星系统用于观测GPS定位，考虑到单点伪距和组合定位计算结果相差较大，在困难条件下，可以提高导航定位精度，从而造成接收机时钟误差，本文提出了一种解决这一问题的新方法，与GPS伪定位综合接收机的时钟误差进行了比较，结果表明“北斗”系统的稳定性不如GPS系统，凌晨3点到7点的定位精度最低，时钟误差波动较大。如何消除时钟误差也是提高北方定位精度的方向，与GPS的单点定位方案相比，GPS中的系统接收机与定位包的时差小且稳定，这表明组合系统比单一系统更稳定可靠[6]。
5、结束语
本文研究了北斗系统的标准点定位算法，设计了标准单点定位算法“北斗”系统。根据“北斗”系统和GPS标准单点定位算法，利用实测数据进行了实验验证和精度分析，对“北斗”系统进行了标准单点定位，X方向的精度分别为7.1m、9.2m和13.2m，Y方向和Z方向的精度相对应。定位结果满足标准单点定位精度要求，PDOP和GPs都有较高的值，说明北斗系统具有独立的导航位置，可以满足亚太地区标准导航服务的要求，采用BDS组合对标准单点定位的定位精度进行分析，GPS和BDS首先对测量数据的质量进行分析，观测过程中没有数据丢失，数据质量较高，在标准单点定位的情况下，系统观测的卫星较多，GPS内外综合精度符合标准单点定位的要求，标准单点定位略高于BDS标准单点定位，整体收敛精度提高50%左右，外部相容系数提高不到20%。
参考文献：
[1]王阿昊，陈俊平，张益泽，等.基于分区综合改正数的北斗卫星导航系统和GPS组合的动态精密单点定位[J].同济大学学报（自然科学版），2020，048（003）：447-455.
[2]赵俊兰，刘明明.基于安卓智能手机的BDS/GPS单点定位性能评估与分析[J].北方工业大学学报，2020，v.32；No.136（05）：88-92.
[3]王乾.北斗双频标准单点定位精度分析[J].矿山测量，2020，v.48；No.205（01）：92-96.
[4]杨行言，高雅萍，杨立财，等.GPS/BDS组合实时动态精密单点定位[J].北京测绘，2020，v.34（03）：137-141.
[5]程国祥.GPS/BDS实时精密单点定位性能分析[J].科技创新与生产力，2020（10）.
[6]王瑞；柴洪洲；潘宗鹏；孔豫龙；刘春鹤；.GPS/BDS海上精密单点定位性能对比分析[C]// 第九届中国卫星导航学术年会论文集——S05 精密定位技术.2018.