一种基于GNSS全系统全频点观测的多路径修正及定位模型

胡超; 王潜心; 郭忠臣; 何义磊

doi:10.13203/j.whugis20230106

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一种基于GNSS全系统全频点观测的多路径修正及定位模型

大地测量学与测量工程 | 更新时间：2026-11-05

- 一种基于GNSS全系统全频点观测的多路径修正及定位模型
- A GNSS System-Wide and Frequency-Wide Integrated Multipath Mitigation and Positioning Model
- 武汉大学学报（信息科学版） 2025年50卷第7期页码：1291-1303
- 作者机构：
  
  1.安徽理工大学空间信息与测绘工程学院，安徽淮南，232001
  2.空间基准全国重点实验室，陕西西安，710054
  3.中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州，221116
  4.宿州学院环境与测绘工程学院，安徽宿州，234000
  5.天津市轨道交通导航定位及时空大数据技术重点实验室，天津，300251
- 作者简介：
  
  胡超，博士，副教授，主要从事卫星大地测量研究。chaohu2014gnss@163.com
  王潜心，博士，教授。wqx@cumt.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(42404015);国家重点研发计划(2020YFA0713502);中国铁路设计集团有限公司企业课题(2023A0240108);广西科技基地和人才专项(桂科AD25069103)
- DOI：10.13203/j.whugis20230106
  中图分类号： P228
- 收稿：2023-06-25，
  
  纸质出版：2025-07-05
- 稿件说明：
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胡超,王潜心,郭忠臣，等.一种基于GNSS全系统全频点观测的多路径修正及定位模型[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(7):1291-1303.

HU Chao,WANG Qianxin,GUO Zhongchen,et al.A GNSS System-Wide and Frequency-Wide Integrated Multipath Mitigation and Positioning Model[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(7):1291-1303.
胡超,王潜心,郭忠臣，等.一种基于GNSS全系统全频点观测的多路径修正及定位模型[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(7):1291-1303. DOI：,10.13203/j.whugis20230106

HU Chao,WANG Qianxin,GUO Zhongchen,et al.A GNSS System-Wide and Frequency-Wide Integrated Multipath Mitigation and Positioning Model[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(7):1291-1303. DOI：,10.13203/j.whugis20230106

摘要

多频多模全球导航卫星系统（global navigation satellite system

GNSS)技术为高性能位置服务提供重要支撑，然而当前定位模型处理中并未有效顾及GNSS全星座全频点观测信息。针对传统GNSS参数估计模型中采用固定组合而忽略了多频观测信息的问题，提出了一种基于GNSS全系统全频点观测的多路径误差修正及定位模型。首先，在观测数据预处理中提取伪距多路径误差多频组合量，克服观测噪声与电离层误差影响并实现伪距多路径误差快速消除；其次，以GNSS全系统全频点观测数据为基础，建立各系统内多频无电离层组合观测方程，实现用户端多频观测信息的充分建模处理；最后，基于GNSS多系统观测数据，构建全系统全频点组合定位数学模型。GNSS静态与动态观测数据实验结果表明：GNSS多频观测信息可实现伪距多路径误差的快速处理，尤其是在动态条件下，基于GNSS全系统全频点观测的伪距多路径误差消除策略具有显著优势；在GNSS多频联合定位模型中，多频最优组合策略的动态定位精度较传统北斗三号卫星导航系统双频东、北、天方向分别提升了81.3%、16.7%与79.0%，且收敛时间显著缩短。

Abstract

Objectives

It is suggested that the multi-frequency global navigation satellite system (GNSS) technology powerfully accelerate the development of high-performance location services. However

the information of multi-frequency and all-system GNSS observations is not fully used in the processing of positioning parameters. Due to that the fixed combination model used in the traditional GNSS precise point positioning (PPP) solution

the multi-frequency observations are ignored in the parameters estimation. A GNSS system-wide and frequency-wide integrated multipath error mitigation and positioning model is used to improve the PPP performances.

Methods

First

a code multipath error estimation model is designed by the combination of the multi-frequency observations in the stage of observations preprocessing

where the impacts of observation noise and ionospheric error are eliminated. Second

the multi-frequency ionosphere-free combination is constructed in each system based on the GNSS observations of whole systems and all frequencies to fully model the multi-frequency observations of the users received. Third

integrated GNSS multi-system observations

the mathematical model of the whole systems and frequencies combined positioning solution is constructed.

Results

According to the experiments of GNSS static and kinematics observations

it is indicated that GNSS multi-frequency observations can quickly mitigate the code multipath error

especially in the kinematics conditions

where the advantages of multi-frequency observations are significantly presented. In the kinematics positioning solutions

compared with traditional BeiDou-3 navigation satellite system dual-frequency kinematics PPP

the east

north and up directions can be improved with 81.3%

16.7% and 79.0%

respectively

by the GNSS multi-frequency combined strategy. Moreover

the convergence time is significantly shortened.

Conclusions

Therefore

it is meaningful to use the proposed multi-GNSS and multi-frequency PPP solution

which can promote the improvement of GNSS location services.

关键词

Keywords

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