单北斗接收机网络RTK增强定位服务性能分析

唐卫明; 张思宇; 邓辰龙; 戚克培; 聂肖虎; 邹璇; 李洋洋; 刘邢巍; 曾树林

doi:10.13203/j.whugis20240157

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

单北斗接收机网络RTK增强定位服务性能分析

大地测量学与测量工程 | 更新时间：2026-11-05

- 单北斗接收机网络RTK增强定位服务性能分析
- Analysis and Evaluation of Network Real-Time Kinematic Positioning Performance Based on Standalone BDS Receivers
- 武汉大学学报（信息科学版） 2026年51卷第5期页码：904-913
- 作者机构：
  
  1.武汉大学卫星导航定位技术研究中心，湖北武汉，430079
  2.武汉大学测绘学院，湖北武汉，430079
  3.武汉理工大学航运学院，湖北武汉，430063
  4.中国石化销售股份有限公司华中分公司，湖北武汉，430015
  5.重庆市地理信息和遥感应用中心，重庆，401147
- 作者简介：
  
  唐卫明，博士，教授，主要从事GNSS实时动态应用开发和系统集成研究工作。wmtang@whu.edu.cn
- 基金信息：
  
  广西科技重大专项(桂科AA24263029);湖北省重大攻关项目(2023BAA02601);国家重点研发计划(2022YFB3904601);中央高校基本科研业务费专项（WUT：2024IVA047）;湖北省技术创新计划重点研发专项(2023BAB068)
- DOI：10.13203/j.whugis20240157
  中图分类号： P228
- 收稿：2024-12-19，
  
  纸质出版：2026-05-05
- 稿件说明：
移动端阅览
唐卫明,张思宇,邓辰龙，等.单北斗接收机网络RTK增强定位服务性能分析[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(5):904-913.

TANG Weiming,ZHANG Siyu,DENG Chenlong,et al.Analysis and Evaluation of Network Real-Time Kinematic Positioning Performance Based on Standalone BDS Receivers[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(5):904-913.
唐卫明,张思宇,邓辰龙，等.单北斗接收机网络RTK增强定位服务性能分析[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(5):904-913. DOI：10.13203/j.whugis20240157

TANG Weiming,ZHANG Siyu,DENG Chenlong,et al.Analysis and Evaluation of Network Real-Time Kinematic Positioning Performance Based on Standalone BDS Receivers[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(5):904-913. DOI：10.13203/j.whugis20240157

摘要

网络实时动态差分（network real-time kinematic，NRTK）技术作为北斗卫星导航系统高精度定位的主要手段，已广泛应用于生产生活中的各领域，国产单北斗定位终端研制与推广的需求日益增强。利用武汉大学自主研发的NRTK数据处理软件PowerNetwork对单北斗接收机的NRTK服务性能进行系统分析和评估。以司南M300 Pro单北斗接收机为例，在武汉市4个站点进行数据采集，对基准站间模糊度解算、误差改正数生成和流动站用户定位3个方面的服务性能进行了综合评估。结果表明，基准站间模糊度解算中3条基线的宽巷模糊度和原始模糊度残差的平均标准差均优于0.1周，能够可靠确定模糊度；在误差改正数生成中，可视卫星对的电离层延迟误差精度优于1.00 cm，非弥散误差精度优于0.50 cm；在流动站用户端，模糊度固定率和正确固定率分别为99.72%和96.55%，且定位精度在水平方向可达1 cm，高程方向优于5 cm。单北斗接收机在上述3个方面的服务性能与多系统 GNSS 接收机的性能并无明显差异，流动站最终定位结果能够满足高精度测绘作业的需要。

Abstract

Objectives

With the completion and operation of BeiDou navigation satellite system (BDS)

it can provide all-time

all-weather and high-accuracy positioning

navigation and timing services to global users. Network real-time kinematic (NRTK) technology

as the primary means of high-precision positioning for BDS

has been widely used in various fields. And the demand for development and promotion of the domestic standalone BDS receivers has been increasingly growing in recent years.

Methods

The data of standalone BDS receivers are process by PowerNetwork

which is a NRTK software developed independently by Wuhan University

to analyze and evaluate the NRTK performance. Sinan M300 Pro standalone BDS receiver is used to collect data at four stations in Wuhan City

and then the performance in three aspects

namely the ambiguity resolution between reference stations

generation of regional augmentation products

and real-time positioning for rover stations

are comprehensively evaluated. For ambiguity resolution

the ionospheric-free three-carrier ambiguity resolution method is used to process the three-frequency observations of BDS⁃2

while the B1I+B3I dual-frequency observations of BDS⁃2+BDS⁃3 are processed by the Melbourne–Wübbena method. For regional augmentation products

the corrections including dispersive and non-dispersive errors for the rover station are obtained by linear interpolation algorithm. In the positioning

Kalman filter is employed to determine the float ambiguity

and then the optimal position of rover station is obtained after the ambiguity is processed by least squares ambiguity decorrelation adjustment algorithm.

Results

The experimental results show that the average standard deviation of the wide-lane ambiguity and the original double-difference ambiguity residuals of the three baselines is better than 0.1 cycle

which can determine the ambiguity reliably. In terms of augmentation performance

the accuracy of ionospheric delay and non-dispersive errors for all visible satellite pairs are better than 1.00 cm and 0.50 cm

respectively. For real-time positioning

the fixed rate and the correctly fixed rate of ambiguity for rover are 99.72% and 96.55%

respectively. And the root mean square values in the horizontal and elevation directions are better than 1 cm and 5 cm

respectively.

Conclusions

The service performance of the domestic standalone BDS receivers in the above three aspects is not significantly different from that of multi-system GNSS receiver

and the final positioning accuracy can meet the needs of high-precision surveying and mapping.

关键词

Keywords

references

刘经南，赵建虎，马金叶 . 通导遥一体化深远海PNT基准及服务网络构想［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2022 ， 47 （ 10 ）： 1523 - 1534 .

LIU Jingnan ， ZHAO Jianhu ， MA Jinye . Concept of Constructing the Underwater PNT Network with the Abilities of Communication， Navigation and Remote Sensing in the Deep Sea ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2022 ， 47 （ 10 ）： 1523 - 1534 .

施闯，郑福，楼益栋，等 . 北斗高精度时频服务理论方法与应用［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2023 ， 48 （ 7 ）： 1010 - 1018 .

SHI Chuang ， ZHENG Fu ， LOU Yidong ， et al . BDS High-Precision Time and Frequency Service Theorical Method and Application ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2023 ， 48 （ 7 ）： 1010 - 1018 .

张新，李子申，潘洁，等 . 时空具身智能：北斗导航与高分遥感融合发展新方向［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2025 ， 50 （ 9 ）： 1733 - 1754 .

ZHANG Xin ， LI Zishen ， PAN Jie ， et al . Spatiotemporal Embodied Intelligence： A New Fusion Direction of BeiDou Satellite Navigation System and High-Resolution Remote Sensing ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2025 ， 50 （ 9 ）： 1733 - 1754 .

陈秀德，刘惠，蔚保国，等 . 北斗/GNSS广域精密定位技术与服务：现状与展望［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2025 ， 50 （ 3 ）： 413 - 429 .

CHEN Xiude ， LIU Hui ， YU Baoguo ， et al . BeiDou/GNSS Wide-Area Precise Positioning Technology and Service： Current Situation and Prospects ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2025 ， 50 （ 3 ）： 413 - 429 .

陆克，杨晓磊，张光华 . BDS-CDRadio精准定位技术分析与海洋应用展望［J］. 测绘标准化， 2024 ， 40 （ 4 ）： 96 - 104 .

LU Ke ， YANG Xiaolei ， ZHANG Guanghua . Analysis of BDS-CDRadio Precise Positioning Technology and Prospects for Its Applications in Marine Areas ［J］. Standardization of Surveying and Mapping ， 2024 ， 40 （ 4 ）： 96 - 104 .

胡倬铭，袁海军，何秀凤，等 . MGEX差分码偏差产品对BDS-3伪距单点定位的影响研究［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2024 ， 49 （ 5 ）： 756 - 764 .

HU Zhuoming ， YUAN Haijun ， HE Xiufeng ， et al . Influence of MGEX Differential Code Bias Products on BDS-3 Pseudorange Single Point Positioning ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2024 ， 49 （ 5 ）： 756 - 764 .

王乐，陆文龙，解世超，等 . 北斗三号MEO卫星B1C/B2a信号单系统精密产品性能评估［J］. 测绘地理信息， 2026 ， 51 （ 1 ）： 157 - 166 .

WANG Le ， LU Wenlong ， XIE Shichao ， et al . Performance Evaluation of BDS-3 MEO Satellite B1C/B2a Signal-Based Single-System High Precision Products ［J］. Journal of Geomatics ， 2026 ， 51 （ 1 ）： 157 - 166 .

张郅一，谢新，赵齐乐，等 . 顾及空间信号测距误差补偿的BDS-3 PPP-B2b定位性能提升方法［J］. 导航定位学报， 2025 ， 13 （ 5 ）： 102 - 108 .

ZHANG Zhiyi ， XIE Xin ， ZHAO Qile ， et al . BDS-3 PPP-B2b Positioning Considering Signal-in-Space Ranging Error Compensation ［J］. Journal of Navigation and Positioning ， 2025 ， 13 （ 5 ）： 102 - 108 .

PAZIEWSKI J ， WIELGOSZ P . Assessment of GPS+Galileo and Multi-Frequency Galileo Single-Epoch Precise Positioning with Network Corrections ［J］. GPS Solutions ， 2014 ， 18 （ 4 ）： 571 - 579 .

姚宜斌，胡明贤，许超钤 . 基于DREAMNET的GPS/BDS/GLONASS多系统网络RTK定位性能分析［J］. 测绘学报， 2016 ， 45 （ 9 ）： 1009 - 1018 .

YAO Yibin ， HU Mingxian ， XU Chaoqian . Positioning Accuracy Analysis of GPS/BDS/GLONASS Network RTK Based on DREAMNET ［J］. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica ， 2016 ， 45 （ 9 ）： 1009 - 1018 .

祝会忠，刘经南，唐卫明，等 . 长距离网络RTK基准站间整周模糊度单历元确定方法［J］. 测绘学报， 2012 ， 41 （ 3 ）： 359 - 365 .

ZHU Huizhong ， LIU Jingnan ， TANG Weiming ， et al . The Algorithm of Single-Epoch Integer Ambiguity Resolution Between Long-Range Network RTK Base Stations ［J］. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica ， 2012 ， 41 （ 3 ）： 359 - 365 .

唐卫明，刘经南，施闯，等 . 三步法确定网络RTK基准站双差模糊度［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2007 ， 32 （ 4 ）： 305 - 308 .

TANG Weiming ， LIU Jingnan ， SHI Chuang ， et al . Three Steps Method to Determine Double Difference Ambiguities Resolution of Network RTK Reference Station ［J］. Geomatics and Information Science of Wunan University ， 2007 ， 32 （ 4 ）： 305 - 308 .

LI B F ， SHEN Y Z ， FENG Y M ， et al . GNSS Ambiguity Resolution with Controllable Failure Rate for Long Baseline Network RTK ［J］. Journal of Geodesy ， 2014 ， 88 （ 2 ）： 99 - 112 .

PU Y K ， SONG M ， YUAN Y B ， et al . Triple-Frequency Ambiguity Resolution for GPS/Galileo/BDS Between Long-Baseline Network Reference Stations in Different Ionospheric Regions ［J］. GPS Solutions ， 2022 ， 26 （ 4 ）： 146 .

WANG S L ， DENG J ， OU J K ， et al . Three-Step Algorithm for Rapid Ambiguity Resolution Between Reference Stations Within Network RTK ［J］. Journal of Navigation ， 2016 ， 69 （ 6 ）： 1310 - 1324 .

TANG W M ， DENG C L ， SHI C ， et al . Triple-Frequency Carrier Ambiguity Resolution for Beidou Navigation Satellite System ［J］. GPS Solutions ， 2014 ， 18 （ 3 ）： 335 - 344 .

TANG W M ， SHEN M X ， DENG C L ， et al . Network-Based Triple-Frequency Carrier Phase Ambiguity Resolution Between Reference Stations Using BDS Data for Long Baselines ［J］. GPS Solutions ， 2018 ， 22 （ 3 ）： 73 .

章繁，柴洪洲，王敏，等 . BDS-3三频非差非组合PPP模糊度快速固定［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2025 ， 50 （ 4 ）： 656 - 665 .

ZHANG Fan ， CHAI Hongzhou ， WANG Min ， et al . BDS-3 Triple-Frequency Undifferenced and Uncombined PPP Ambiguity Resolution ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2025 ， 50 （ 4 ）： 656 - 665 .

唐卫明，刘经南，刘晖，等 . 一种GNSS网络RTK改进的综合误差内插方法［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2007 ， 32 （ 12 ）： 1156 - 1159 .

TANG Weiming ， LIU Jingnan ， LIU Hui ， et al . A Modified Combined Bias Interpolation Method for GNSS Network RTK ［J］. Geomatics and Information Science of Wunan University ， 2007 ， 32 （ 12 ）： 1156 - 1159 .

邓健，赵兴旺，张爱国 . 长距离稀疏参考站下网络RTK电离层误差内插模型精度分析［J］. 测绘科学技术学报， 2015 ， 32 （ 3 ）： 236 - 240 .

DENG Jian ， ZHAO Xingwang ， ZHANG Aiguo . Interpolation Accuracy Analysis of Ionospheric Error for Long-Range and Sparse Reference Stations of Network RTK ［J］. Journal of Geomatics Science and Technology ， 2015 ， 32 （ 3 ）： 236 - 240 .

邵先锋，孙明刚，杨仲吕，等 . 不同距离参考站下网络RTK电离层内插模型精度分析［J］. 工程勘察， 2019 ， 47 （ 10 ）： 57 - 62 .

SHAO Xianfeng ， SUN Minggang ， YANG Zhonglü ， et al . Analysis of Ionospheric Interpolation Accuracy in Network RTK ［J］. Geotechnical Investigation & Surveying ， 2019 ， 47 （ 10 ）： 57 - 62 .

祝会忠，张杰，赵齐乐，等 . BDS-3/BDS-2多频数据的长距离非差网络RTK算法［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2023 ， 48 （ 7 ）： 1146 - 1159 .

ZHU Huizhong ， ZHANG Jie ， ZHAO Qile ， et al . An Algorithm of Long Distance Undifference Network RTK with BDS-3/BDS-2 Multi-Frequency Data ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2023 ， 48 （ 7 ）： 1146 - 1159 .

WANG P X ， NIE G G ， LIU H ， et al . An Ionosphere-Weighted Calibration Method with Multi-Station Network Corrections ［J］. Advances in Space Research ， 2023 ， 72 （ 9 ）： 3982 - 3997 .

CUI J H ， TANG W M ， JIN L ， et al . An Improved Ionosphere Interpolation Algorithm for Network RTK in Low-Latitude Regions ［J］. GPS Solutions ， 2018 ， 22 （ 4 ）： 109 .

ZHU H Z ， ZHANG J ， LI J ， et al . An Efficient BDS-3 Long-Range Undifferenced Network RTK Positioning Algorithm ［J］. Remote Sensing ， 2023 ， 15 （ 16 ）： 1 - 24 .

LIU J H ， TU R ， HAN J Q ， et al . Initial Evaluation and Analysis of NRTK Positioning Performance with New BDS-3 Signals ［J］. Measurement Science and Technology ， 2021 ， 32 （ 1 ）： 014002 .

WANG P X ， LIU H ， YANG Z X ， et al . Evaluation of Network RTK Positioning Performance Based on BDS-3 New Signal System ［J］. Remote Sensing ， 2021 ， 14 （ 1 ）： 1 - 18 .

施闯，赵齐乐，楼益栋，等 . 卫星导航系统综合分析处理软件PANDA及研究进展［J］. 航天器工程， 2009 ， 18 （ 4 ）： 64 - 70 .

SHI Chuang ， ZHAO Qile ， LOU Yidong ， et al . PANDA： Comprehensive Processing Software for Satellite Navigation Systems and Its Research Progress ［J］. Spacecraft Engineering ， 2009 ， 18 （ 4 ）： 64 - 70 .

唐卫明，刘经南，陈日高 . PowerNetwork软件关键技术介绍和性能分析［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2008 ， 33 （ 8 ）： 868 - 871 .

TANG Weiming ， LIU Jingnan ， CHEN Rigao . Introduction of PowerNetwork’s Key Technolgies and Analysis of Its Performance ［J］. Geomatics and Information Science of Wunan University ， 2008 ， 33 （ 8 ）： 868 - 871 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

卫星导航对抗性能与效能评估研究发展分析与思考

关于智慧海图的思考

面向类脑空间智能的多模态大模型空间认知能力评估框架

复杂空间机器人自主测绘的现状与挑战

大众智能终端GNSS有意干扰检测技术研究现状与展望