BDS-2/BDS-3融合三频精密单点定位模型及偏差特性分析

摘要

北斗三号全球卫星导航系统(global BeiDou-3 navigation satellite system,BDS-3)正联合北斗二号(区域)卫星导航系统(BeiDou-2 navigation satellite system,BDS-2)在3个或3个以上频率信号上为用户提供高精度的定位、导航和授时服务。为深度融合BDS-2和BDS-3三频数据,建立了BDS-2/BDS-3三频无电离层组合和三频非组合精密单点定位(precise point positioning,PPP)模型,推导了接收机频间偏差(inter-frequency bias,IFB)和BDS-2与BDS-3时间延迟偏差(time delay bias,TDB)的数学表达式。对PPP定位性能及模型偏差特性进行分析,结果表明:BDS-3能显著增强PPP定位性能,BDS-2/BDS-3融合静态PPP在东、北、天3个方向上的收敛时间和定位精度分别为15.8、7.3、22.3 min和1.2、1.0、1.8 cm,动态PPP收敛时间和定位精度分别为27.3、10.3、33.8 min和2.2、1.7、4.4 cm;三频无电离层组合与非组合PPP的收敛性能和定位精度基本相当,且三频观测值对定位性能提升不明显;IFB和TDB均具有较好的天内稳定性,BDS-2和BDS-3信号IFB天内标准差(standard deviation,STD)可分别达到7.9 cm和3.6 cm,而TDB天内STD可达到8.8 cm。