摘 要：针对多频多系统定向的不同需求，该文采用了ＢＤＳ／ＧＰＳ单历元双差非组合定向算法以及附有基线长约束的最小二乘降相关平差模糊度固定方法 。４组实测数据的处理结果表明，单频ＧＰＳ、单频ＢＤＳ的模糊度平均固定成功率分别为５５．９％、８４．３％；单频双系统、多频（双频三频）单系统及多频（双频或三频）双系统定向时，其模糊度固定成功率均可达９８％以上；在模糊度固定正确的情况下，ＢＤＳ／ＧＰＳ组合定向的精度最高，且与单ＧＰＳ较为相近，但两者都略高于单ＢＤＳ，频率差异所带来的精度差异并不明显 。
２０１２年底我国北斗卫星导航系统（ＢｅｉＤｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＤＳ）正式运行，由于其具备了区域导航定位能力，使得基于ＢＤＳ的定向需求应运而生 。同时，相对于单系统定向，ＢＤＳ／ＧＰＳ组合定向具有明显的优势：可显著增加可用卫星数，改善卫星几何构型，提高模糊度固定的成功率和正确率，最终改善可靠性及精度 。因此，针对ＢＤＳ的测姿定向技术研究已成为当前的热点之一，对于促进ＢＤＳ在国民经济和国防建设中的应用具有重要意义 。国内外很多学者在全球定位系统（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）测姿定向的算法研究及精度分析等方面开展了细致深入的工作，取得了丰硕的成果 。目前的ＢＤＳ系统采用由５颗地球静止轨道（Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ Ｏｒｂｉｔ，ＧＥＯ）卫星、５颗倾斜地球同步轨道（Ｉｎｃｌｉｎｅｄ Ｇｅｏ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｒｂｉｔ，ＩＧＳＯ）卫星和４颗中地球轨道（Ｍｅｄｉｕｍ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ，ＭＥＯ）卫星组成的局域混合星座，且播发３个频率的导航信号，具有一定的特殊性 。现阶段对于采用ＢＤＳ 或ＢＤＳ／ＧＰＳ 组合定向的研究较少，尤其是采用不同系统不同频率的实测观测值的测姿定向算法和性能对比分析方面的研究成果更少 。
因此，本文对ＢＤＳ／ＧＰＳ的单历元多频定向算法进行研究，并在此基础上采用多组不同场景的实测数据实现ＢＤＳ、ＧＰＳ及ＢＤＳ／ＧＰＳ组合定向解算，进行不同系统不同频率下的定向性能对比分析，从而为ＢＤＳ／ＧＰＳ定向技术的应用提供参考 。全球导航卫星系统（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ，ＧＮＳＳ）定向本质上是短基线解算，因此在处理时常采用双差观测模型，以便消除掉一系列的系统误差，例如对流层延迟、电离层延迟、接收机钟差、卫星钟差、卫星星历、硬件延迟等 。
本文所采用的多频ＢＤＳ／ＧＰＳ单历元定向算法可方便地实现附有基线长约束的不同系统、不同频率的单历元定向解算处理 。综合分析上述处理结果可得到如下结论：１）单频定向时，单ＧＰＳ、单ＢＤＳ的模糊度平均固定正确率较低，难以满足实际应用需求；而单频ＢＤＳ／ＧＰＳ组合定向使得可用卫星数翻倍，改善了几何图形结构，平均固定正确率可优于９８％，能满足大部分场合的实际应用需求 。２）双频定向时，单ＧＰＳ、单ＢＤＳ的模糊度平均固定正确率可达９９．０％，与双频ＢＤＳ／ＧＰＳ组合定向相当；双频观测相对于单频观测来说提高了模糊度浮点解的精度，有助于提升单系统定向的固定率以及正确率，尤其是在卫星数较少的情况下，提升更为明显 。３）三频定向时，单ＢＤＳ定向的模糊度平均固定正确率可优于９８％，与ＢＤＳ／ＧＰＳ组合定向相当；相对于双频来说，模糊度固定性能提升并不明显 。４）当模糊度固定正确的情况下，不同频率所带来的精度差异并不明显，多频会略有提升；就系统而言，ＢＤＳ／ＧＰＳ双系统组合解算的效果是最好的，且与单ＧＰＳ较为相近，但两者都略高于单ＢＤＳ，其主要原因是单ＢＤＳ的几何图形结构较单ＧＰＳ、ＢＤＳ／ＧＰＳ差 。
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