利用重力位差进行跨海高程基准传递的精度分析

基于GPS重力位水准原理,研究利用重力位差实现广东沿海地区跨海高程基准传递的可行性及其精度。利用湛江市GPS/水准数据进行有关实验研究,结果表明,利用重力位差进行跨海高程传递,在实验区域高程传递中误差小于6 cm,满足广东沿海地区跨海高程基准传递的精度要求。     

我国陆海统一似大地水准面构建的三维重力矢量法

基于重力场水平分量-垂线偏差对地形信息敏感的特点,根据边值理论由重力与地形数据确定格网垂线偏差模型,在此基础上,首先利用三维重力矢量-格网垂线偏差与格网重力异常,联合格网高程数据求得格网点间高程异常差,然后通过GPS/水准点的控制,构成紧密的几何条件,进行严密平差,从而获得高分辨率、高精度似大地水准面的数值模型。按照本文方法,利用我国6600多个GPS/水准点、1'×1'的格网垂线偏差、格网重力异常、格网高程数据,整体平差计算了我国陆海统一的似大地水准面模型,经GPS/水准点检核,全国似大地水准面的绝对精度达到了4 cm,相对精度优于7 cm。     

确定高程异常的GPS／水准重力内插法

本文介绍了在局部地区借助于一定数量的GPS／水准点上的高程异常和该地区及周围的重力数据和地形数据内插试地区内任一点高程异常的原理和方法，该方法仅需利用6个或以上的GPS／水准点并利用该地区及周围一定密度分布的重力点和地形高数据，就能以一定的精度内插出该地区内任一点的高程异常。     

区域与全球高程基准差异的确定

全球高程基准统一是继全球大地测量坐标系及其参考基准统一之后,大地测量学科面临和亟待解决的一个重要问题,也是全球空间信息共享与交换的基础。本文针对区域高程基准与全球高程基准间基准差异确定的理论、方法及实际问题开展研究。利用物理大地测量高程系统的经典理论方法,给出了高程基准差异的定义,并推导了计算基准差异的严密公式,该公式可将高程基准差异确定的现有3种方法统一起来。在此基础上,分析顾及了不同椭球参数对于计算基准差异的影响及量级,同时,高程异常差法还需考虑全球高程基准重力位与模型计算大地水准面位值不一致引起的零阶项改正。利用青岛原点附近152个GPS水准点数据,分别选择GRS80、WGS-84、CGCS2000参考椭球以及EGM2008、EIGEN-6C4、SGG-UGM-1模型,采用位差法和高程异常差法,确定了我国1985高程基准与全球高程基准的差异。其中,EIGEN-6C4模型计算的我国高程基准与WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准之间的差异约为-23.1cm。也就是说,我国高程基准低于采用WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准,当选取基于平均海面确定的Gauss-Listing大地水准面作为全球高程基准时,我国1985高程基准高于全球基准约21.0cm。从计算结果还可看出,当前重力场模型在青岛周边不同GPS/水准点的精度差别依然较大,这会导致选择不同数据对确定我国85国家高程基准与全球基准之间的差异影响较大,因此,若要实现厘米级精度区域高程基准与全球高程基准的统一,全球重力场模型的精度和可靠性还需要进一步提高。     

基于MapX控件技术的自动化重力粗差探测

重力数据作为研究地球重力场的基础数据,应用十分广泛,其数据质量的优劣直接影响着应用结果的好坏,本文介绍了布格异常重力粗差探测方法,利用数据库和Map X控件技术实现自动化粗差探测,采用粗差剔除后的重力数据得到了我国高精度的垂线偏差、高程异常模型,证明了该方法的正确性。     

GPS水准和重力数据联合平差技术及其性能分析

本文推荐一种适合高精度大地水准面精化的GPS水准和重力数据联合平差技术。这种技术以重力场积分公式为约束条件,在统计框架中,使GPS水准高程异常和其他重力场元(平差值)满足重力场边值条件,进而利用条件平差技术构造大地水准面的统计解。实测和模拟计算结果表明,利用本文推荐的GPS水准和重力数据联合平差技术,可以较好地解决目前高精度大地水准面精化中地面重力数据精度分布存在较大差异,重力数据、GPS水准数据存在多种系统偏差,以及局部重力场积分的“远区效应”等一系列难题。     

利用大地边值问题方法统一全球高程基准

为解决世界各国高程基准差异的问题,提出联合卫星重力场模型、地面重力数据、GNSS大地高、局部高程基准的正高或正常高,按大地边值问题法确定局部高程基准重力位差的方法。首先推导了利用传统地面"有偏"重力异常确定高程基准重力位差的方法;接着利用改化Stokes核函数削弱"有偏"重力异常的影响,并联合卫星重力场模型和地面"有偏"重力数据,得到独立于任何局部高程基准的重力水准面,以此来确定局部高程基准重力位差;最后利用GNSS+水准数据和重力大地水准面确定了美国高程基准与全球高程基准W₀的重力位差为-4.82±0.05 m²s^-2。     

GPS在航空重力测量中的应用

概述航空重力测量对载体位置，速度和加速度速度的精度要求，讨论GPS成动加速度的原理和方法；基于航空重力测量实测数据，分析GPS高程，速度和加速度的确定精度。     

利用GPS信号测定海拔高的多普勒消除技术

基于重力频移方程,可通过两个接收机接收GPS卫星信号确定频移观测量,由此可确定任意两点之间的重力位差,进而确定它们之间的高程差。在频移测量中,经典多普勒效应是最主要的干扰源。本文阐述了影响频移测量的各种误差源,特别研究了用于消除多普勒效应影响的一种方法,称为多普勒消除法,利用这种方法可以使频移测量的精度大幅度提高。     

GPS水准在重力勘查中的应用

本文简要介绍了GPS水准的相关理论知识和野外点位测设的具体技术方法,并结合工程项目实例中的数据对比分析证明GPS水准点位高程精度完全满足重力测量要求。     

GPS共视接收机短期观测资料处理算法研究

提出了一种新的基于总体最小二乘数据拟合的短期观测资料处理算法 ,同时考虑测量时刻和时差测量值的不确定性 ,可提高共视接收机输出的单站数据精度。超短基线单通道共视测量数据表明 ,使用新算法后 ,可以提高原始共视数据短期稳定度     

多通道时间传递接收机NTSCGPS-1的研制与测试

近20年来，GPS共视(GPS CV)技术作为一种主要技术被用于TAI时间比对。GPS时间传递接收机是进行GPSCV时间比对的主要设备。介绍了中科院国家授时中心采用Motorola VP Oncore GPS OEM板、GT200计数器研发的高精度、多通道GIPS时间传递接收机NTscGPS-1的原理和特点。并通过实际观测数据分析，认为NTSCGPS-1的观测噪声水平与其它时间传递接收机相当，并有较好的兼客性。     

非线性GPS基线方程的差分迭代解算模型

提出了解非线性方程的差分迭代算法，讨论了差分点的选取方法；分析了GPS单差，双差基线模型及其解法；结果表明算法可行。     

GPS在水准测量粗差检测中的应用

本文介绍了水准测量粗差产生的原因及检查方法,通过GPS在水准测量粗差检测中的应用实例分析,说明了使用GPS技术能提高水准测量的效率。     

基于GPS的多站实时时间传递算法

提出了一种基于GPS的多站实时时间传递算法,该算法将卫星钟差作为未知参数进行实时估计,利用测站间的共视卫星建立起各测站误差方程之间的联系,同时解算站间时间传递结果和卫星钟差。摆脱了对外部事后精密卫星钟差产品的依赖,不受卫星精密钟差产品精度和实时性的限制,只要站间有足够的共视卫星,即可实现时间传递。实验结果表明:该算法时间传递精度可以达到亚纳秒量级,能够应用于高精度实时时间传递。     

独立周跳和非独立周跳在高次差法中的分析

GPS信号在传送过程中,载波相位由于受到信号的遮挡、干扰、接收机故障等原因的影响,引起整周计数部分突变,从而产生周跳。周跳会造成观测数据不准确,直接影响到GPS测量的精度。针对GPS周跳中存在独立周跳和非独立周跳的问题,依据高次差法的特征子序列对非差载波相位进行模拟分析,通过实验研究结果表明:高次差法能有效地探测出间隔2个历元的非独立周跳,但对于间隔3个以上的历元无能为力;连续周跳的情况对高次差法探测周跳的能力没有影响。     

利用GPS精密差分信息实现舰船类目标关键部位间接测量

针对舰船类目标的结构特点,提出了一种利用双GPS载波相位差分结果,建立了载体瞬时坐标系和验前测定的各目标间相对位置关系,将主GPS天线位置修正到待测位置的方法。实际测试表明:使用该方法能得到待测位置各个时刻的三维位置和速度信息,精度优于单GPS修正方法,并且实现简单,数据稳定,易于工程应用。     

Higher-order ionospheric effects in GPS time and frequency transfer

In high-precision geodetic time and frequency transfer, which requires precise modeling of code and carrier phase GPS data, the ionosphere-free combinations P ₃ and L ₃ of the codes and carrier phases, made on the two GPS frequencies, are used to remove the first-order ionospheric effect. We quantify the impact of the residual second- and third-order ionospheric effects on geodetic time and frequency transfer solutions for continental and intercontinental baselines. All time transfer computations are done using the ATOMIUM software, developed at the Royal Observatory of Belgium. In order to avoid contamination by some imperfect modeling of the second- and third-order ionospheric effects in the satellite clock products, only single-difference, common-view processing is used, based on code and carrier phase measurements. The results are shown for weak and strong solar activity, as well as for particular epochs of ionospheric storms. Second-order ionospheric delays can lead to corrections up to about 10 ps in the common-view clock solution of intercontinental baselines with very different longitudes. However, realistic values of the geomagnetic field in the ionosphere are required to assess the amplitude of second-order ionospheric effects in time and frequency transfer during an ionospheric storm.     

超定边值问题的差分法

物理大地测量面临着越来越多的数据:高程异常、垂线偏差、重力异常、重力梯度等,因此出现了超定边值问题,本文采用求解偏微分方程最简单而又最常用的差分法,对这一问题进行了初步的研究。     

长距离动态GPS数据处理在地震监测中的应用研究

在介绍利用Track处理长距离动态GPS数据的原理与方法基础之上,本文针对地震监测GPS数据处理,提出了一种新的探测地震主震和余震的历元间求差法.新方法先通过Track解算出较精确的坐标,在相邻历元问求坐标差与计算出的限差进行比较来判断是否发生地震.利用美国圣西蒙GPS地震数据,分析了长距离动态GPS数据处理精度,对历...