我国卫星多普勒网平差的理论与实践

本文介绍了我国卫星多普勒网平差计算中使用的三参数半短弧法和六参数短弧法的数学模型及参数选择。对所得结果的精度进行了分析，并与平差后天文大地网及特级导线结果作了比较，从而得出一些有益的结论。     

卫星多普勒网平差原理及初步计算程序

本文从短弧法与半短弧法多点定位的基本思想出发,根据最小二乘逐次间接平差原理,提出对卫星多普勒同平差的方法。这种方法吸取了逐次平差与传统的分区平差的优点,计算灵活、方便。同时,本文还介绍了初步计算程序的主要计算步骤及程序框图。     

广域增强系统广播星历模型分析

针对广域增强系统10参数广播星历模型的应用范围与应用性能问题,该文提出了综合参数动力学含义和拟合精度的模型分析方法。以GPS 16参数模型为参照对象,采用轨道坐标系3方向投影法,对10参数和16参数模型的摄动表达机理进行了研究。基于GEO、IGSO和MEO 3种卫星实际数据,通过长弧和短弧条件下的拟合精度分析,完成了10参数模型应用性能的全面评估。实验结果表明:10参数模型在长弧条件下的拟合性能不佳,4min弧长条件下,3种卫星拟合精度均能够满足基本导航、在航飞行与精密进近等应用需求。所提方法解决了10参数模型从GEO卫星向其他类型卫星的拓展问题。     

非线性半参数模型在GPS系统误差处理中的应用

本文总结了当前测量界对系统误差的处理方法,提出了用非线性半参数核估计来处理GPS双差定位中系统误差的方法,即用非线性半参数模型中的非参数分量表达双差模型中残余的系统误差。最后通过算例检验了此方法对于提取GPS双差定位中残余的系统误差的有效性。     

由星载GPS确定低轨卫星初始状态解的误差分析

分析了星载GPS动力学短弧定轨中的偶然误差、GPS星历误差和采样间隔对卫星初始状态参数估计结果的影响。仿真计算表明，在非力学模型误差综合影响下，利用双频P码无电离层组合进行动力学短弧定轨的精度优于10m；弧段较短时法方程严重病态，条件数高达10^9，此时宜寻求有效的算法。     

断层区域的GPS监测点布设及其探测效果

本文根据弹性位错理论和顾及先验信息的断层运动参数反演方法,通过数值试验研究了断层区域的GPS监测点布设方案及其对断层运动参数反演结果的影响,检验了不同形式的GPS网对于探测断层活动的效果,讨论了GPS观测的点位随机误差和粗差对探测断层活动的影响。     

导航卫星历书拟合初值的选取与误差分析

研究了GPS历书拟合算法,针对常用算法拟合精度受初值影响较大,且迭代计算一般不能收敛于最小拟合误差的情况,提出了称为“二步法”的改进历书拟合算法。即首先进行短弧拟合,并将拟合结果作为长弧拟合的初值使用;取计算过程中的最小拟合误差对应值代替最终收敛值作为拟合结果。经多组GPS实际轨道拟合试验,结果表明“二步法”拟合精度一般能提高约50％。     

附有联系参数的分组逐次平差法

本文从附有未知参数的条件平差模型出发,应用最小二乘原理、矩阵分解和分块矩阵求逆公式,导出了附有联系参数的分组逐次平差公式。本法的特点是:各次平差中,除联系参数外,在各自的平差区域,只含有本区域内的观测值和未知参数;用联系参数及有关的协固数阵建立后续平盖与先前平差的联系,使平差计算更进一步“化整为零”。本文介绍的平盖方法,能更好地解决大型法方程组的解算和分阶段平盖等各种实际问题。     

关于分组平差问题(Ⅱ)

在前一文中我们由解算矩阵方程组直接解决了两组平差问题,同时也指出了多级跳跃法与Boltz扩展法的实质和它们之间的关系。对于三组以上的平差问题,只需从三组平差就可以完全说明,本文就来讨论三组平差的类似结果。     

GPS测量中已知重合点可靠性检验方法

在GPS定位中,其结果为地心坐标系(W GS-84),实际运用中必须把地心坐标系转化为国家大地坐标系。即GPS网点与国家大地控制点(一般不少于3个)重合,就可准确地确定GPS网与地面网之间的转换参数,重合点是GPS网约束平差时的基准点,重合点的误差和点位分布将影响GPS网约束平差的精度,所以必须对其进行精度检验。本文介绍了GPS网中已知重合点可靠性检验的几种方法,即实测基线比较法、附合路线闭合差法、约束平差分析法。     

卫星多普勒定位软件的改进

本文介绍新编半短弧法多普勒定位预处理及平差程序 DPPPP 和AODPP 的一些新功能,从而指出利用这组应用软件处理多普勒观测数据,可以显著地提高工作效率和改善解的精度。     

考虑随机模型精化的精密GPS动态定位新方法

GPS动态定位要求建立函数模型和随机模型。函数模型描述的是观测值和待估参数之间的物理和几何关系，随机模型描述了GPS观测值的统计特征，并通过观测值的方差协方差给定了每个观测值对最后的定位结果的贡献。正确给定函数模型和随机模型对于GPS定位结果的估计和观测值的粗差探测均至关重要。由于有各种误差存在于伪距和载波相位观测值中，一般GPS动态定位模型均采用双差观测值来构建函数模型。有时候，仔细地使用单差观测值，较之双差观测值有更多的优点，给出了选用单差观测值的理由。但是单差观测值给函数模型带来了接收机钟差，如果直接使用单差观测方程，设计矩阵是奇异的。为了解决这个问题，将伪距观测值中接收机钟差项和接收机延迟项合并为一个新的未知参数。至于载波相位观测值，首先选定一个参考卫星，然后在观测方程的右端同时增加一正一负的参考卫星单差整周模糊度，将正项与接收机钟差项和接收机延迟项合并为一个新的未知参数，将负项和原观测方程中的单差整周模糊度项合并为双差整周模糊度，而参考卫星观测方程的模糊度项则为零，这样无须组建双差观测值，软件实现较容易，也可以直接使用LAMBDA法求整周模糊度，最终也解决了观测方程奇异的问题。准确理解观测值的统计特征是建立GPS随机模型的基础，长期以来GPS商业软件均采用简化模型。关于GPS随机模型的研究远没有函数模型那样受到广泛关注，静态GPS定位可以采用方差协方差分量估计等严密的方法，而动态定位无法承担方差协方差分量估计的计算负担。GPS观测值的信噪比(SNR)是GPS接收机观测过程中的副产品，影响SNR值的因素，如大气层、多路径、接收机内部电路等，也正好是GPS观测值的误差源，因此GPS观测值的方差与SNR存在一定的对应关系。利用这个对应关系来精化GPS随机模型。为了验证本文采用的函数模型的正确性和随机模型的有效性，我们对1999年的一次实测数据(包括零基线和短基线)进行了试算。与零基线的真值和GPSurvey 2．35处理的短基线静态结果比较，表明使用的函数模型是正确的。简化随机模型和精化随机模型处理的结果比较说明精化模型提高了基线处理的精度，同时说明了研究GPS随机模型精化的必要性。     

机载GPS无人机数据的应急处理框架试验研究

介绍了快速无人机拼图、机载GPS无人机自由网平差、机载GPS无人机附加参数(相机自检校)的光束法区域网平差、机载GPS无人机辅助数据的联合平差和大重叠度的无人机三维点云和三维数字地表模型(DSM)的制作等5种机载GPS无人机应急处理关键技术,通过试验效率和方法性能分析,提出基于机载GPS无人机数据应急处理框架,可为城市无人机应急体系建设提供参考。     

一种单差观测值的连续实时载波相位时频传递方法

针对传统GPS共视法(GPS CV)和载波相位时频传递法(GPS Different CP,GPS CP)的特点和局限性,提出了一种基于单差观测值的连续实时载波相位时频传递方法(GPS DCP),该方法利用两个时频传递站上对单颗卫星构成的单差观测值进行GPS CP模式计算,同时利用基于参数贝叶斯估计的算法平滑天与天之间的钟跳。算例结果显示,新算法相比传统GPS CP法在中短距离内具有更高的时频传递精度和稳定性。     

GPS网参数约束平差法研究

简要介绍了参数约束平差的模型,与常规平差方法比较,参数约束平差数据处理简单,易于程序实现,以一GPS网为算例,用参数约束平差法获得了经典自由网平差、秩亏自由网平差、符合网平差的结果。     

单历元GPS非差相对定位模型的研究

相对于双差模型来说，GPS非差模型也有其自身的优势，但是非差模型存在秩亏和非差模糊度非整数特征等问题，提出几个参数重整的原则解决了上述问题，并详细地给出不同类观测值的参数重整方案，构建单历元非差相对定位函数模型，同时给出其简化的随机模型，最后通过处理零基线和短基线的实测数据验证本文定位模型的正确性。     

抗差高斯-雅克比组合平差法

基于粗差出现的频率信息,建立了观测污染分布模型和粗差数目二项分布模型,讨论了超定方程组基础解粗差分群的性质。通过对基础解解集进行聚类分析,提取基础解解集的零粗差分群,并提出了抗差高斯雅克比组合平差法。以GPS伪距单点定位为例,利用观测方程基础解的零粗差分群进行了抗差高斯雅可比组合平差。算例表明,即使杠杆观测为粗差观测,抗差高斯雅可比组合平差法仍具有高效性和稳健性。     

应变参数的抗差解及误差影响

应用弹性力学的应变分析理论和抗差估计原理,推导了应变参数的抗差解及其误差影响函数.实际算例表明,应变参数的抗差解可以有效地抵制粗差的异常影响,得到应变参数的可靠解,这对于利用高精度GPS复测资料研究大尺度的地壳运动和变形具有实际意义.     

卫星多普勒半短弧法定位解的稳定性

对于测量中的问题,卡尔曼滤波法和逐次平差法是一致的。卫星多普勒半短弧法定位网是亏秩自由网,卫星位置初值的误差有正有负,无同向误差,用合极小法对此种网进行逐次平差的数学模型是可控的,可测的,其解是稳定的,即虽然各测站坐标的初值有较大的误差,但测站坐标的平差值收敛于其最优估值。     

GPS短边方位测量若干问题的探讨

本文对GPS短边方位测量中遇到的问题进行了探讨，如仪器的检验，数据剔除率，检核测量误差的方法和方位平差及精度估计等。通过分析推导得出GPS方位边的平差公式和精度估计公式。