西龙池上水库GPS变形监测系统研究及实现

为了实现对西龙池上水库变形的连续、自动化监测,研制了GPS变形监测软件DDMS,建立了西龙池上水库连续运行监测系统。1a的运行表明,系统具有较高的稳定性,DDMS在观测数据无缺失的情况下,提供有效解的概率高于98%。该软件2h时段解在N、E、U方向的重复性分别为1.2mm、0.9mm、2.2mm,4h时段解算N、E、U方向的重复性为0.8mm、0.7mm、1.5mm。利用本文实现的GPS监测系统可进行高效率的实时、自动化、高精度大坝变形监测。     

北斗观测数据高精度定位分析

采用GAMIT/GLOBK(Version 10.70)软件处理福建省卫星导航定位服务参考站(FJCORS)的北斗观测数据,检验了北斗定位的内符合精度,同时获得了2000国家大地坐标系成果;并与现有GPS成果进行对比,分析了北斗定位的外符合精度.结果表明,在内符合精度方面,单时段解的水平方向精度优于7.0 mm,垂直方向精度优于20.0 mm,15个时段解的地心坐标三分量平均精度均优于2.7 mm;在外符合精度方面,15个时段解的地心坐标三分量平均精度均优于±5.1 mm,说明在福建省域采用单纯北斗观测数据可获得可靠的高精度定位成果.     

一种高精度北斗基线解算软件的研制与性能分析

针对高精度载波相位相对定位解算的需求,研制了北斗基线解算软件BGO（BeiDou Navigation Satellite System/Global Positioning System Office）。BGO能单独处理北斗及GPS数据,也可以将北斗与GPS观测数据进行联合解算。结合一高速铁路基础平面控制网（basic plane control network,CPI）的测试表明,BGO解算北斗基线X、Y、Z方向的分量精度分别优于1 mm、2 mm、1 mm,能满足高精度高速铁路CPI控制网的要求;BGO处理GPS数据的精度与TGO（Trimble Geomatics Office）软件、Bernese软件基本一致,处理北斗与GPS联合基线性能与TBC（Trimble Business Center）软件相当。相比独立系统,联合处理北斗和GPS数据能有效提高基线解算合格率与精度。     

BDS/GPS实时变形监测技术的软件实现

阐述了BDS/GPS变形监测实时算法,并利用C#和C语言研发了BDS/GPS实时变形监测软件。该软件支持多种格式的数据采集、存储、解算和图形显示。精密导轨试验结果表明,5 min的BDS/GPS实时解在E、N、U 3个方向的重复性精度分别为1.0~1.3 mm、1.4~1.7 mm和2.7~3.5 mm,探测精度在平面和高程方向分别为0.2~0.4 mm和1.1 mm。     

北斗卫星导航系统的毫米级精度变形监测算法与实现

研究了北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)毫米级精度变形监测算法。首先改进了TurboEdit方法,以能够探测到1周的小周跳;针对BDS星座结构给出更为高效的独立双差观测值搜索方法;对于模糊度固定,采用决策函数和序贯模糊度固定相结合的方法。在此基础上,研制了BDS变形监测软件。最后,利用变形监测试验平台的实测数据,从星座分布、解算精度等方面分析了BDS在变形监测中应用的可行性。结果表明,目前在试验区域内BDS与GPS在卫星几何分布等方面基本相当。BDS的短基线解算精度略低于GPS,但仍可达到平面1mm以内、高程2mm以内的精度水平。     

北斗与GPS在桥梁变形监测中的对比分析

目前我国北斗导航系统已经完成第二阶段区域系统的建设,利用北斗导航定位技术进行桥梁变形监测是今后发展的必然趋势。本文分析了北斗定位技术在桥梁变形监测中的的优势,并与GPS定位技术作对比分析,结果表明:在监测区域内,北斗二号的可见卫星数要略多于GPS可见卫星数,卫星几何精度因子略低于GPS,数据质量与GPS相当,相对定位精度略优于GPS,平面定位精度在1~2 cm,水平定位精度在5~6 cm。     

基于BDS的广东省坐标框架建立及精度分析

利用广东省BDS地基增强系统中的北斗观测数据,采用武汉大学高精度GNSS数据处理软件PANDA,实现了广东省BDS基准站网的高精度坐标解算,重复性精度指标为平面方向0.37 cm,高程方向0.74 cm。基于该结果建立的以BDS基准站网为主的广东省坐标框架,与GPS建立的坐标框架对比发现,平面及高程方向精度分别为0.50 cm、0.94 cm、满足国家二等控制网平面方向5 mm、高程方向10 mm、相对精度不低于1×10-7的精度要求。     

北斗广域实时精密定位服务系统研究与评估分析

采用IGS、MGEX、北斗地基增强网的实时观测数据,研制北斗广域精密定位服务系统,实时生成北斗高精度轨道、钟差、电离层产品,提供厘米级北斗双频PPP、分米级单频PPP、米级单频伪距定位服务。对实时产品评估分析的结果表明:北斗卫星实时轨道与钟差产品URE统计精度约为2.0cm,实时电离层精度优于4.0TECU。采用全国分布的实时测站动态定位精度(95%置信度)评估分析表明:北斗双频PPP精度存在明显的区域特征,高纬度以及西部边缘地区的定位精度平面约0.2m,高程约0.3m;中部地区定位精度平面优于0.1m,高程优于0.2m,接近GPS实时PPP精度水平;北斗与GPS融合可以提高单北斗、单GPS的定位性能,尤其是显著加快了PPP收敛时间,收敛时间缩短到20min内。另外,除边缘地区外,北斗单频PPP实现平面0.5m,高程1.0m;北斗单频伪距单点定位实现平面2.0m,高程3.0m。     

基于GPS技术的滑坡动态变形监测试验结果与分析

结合某类滑坡的大型物理模型试验,在滑坡体上布设了若干监测点,并用GPS单历元定位技术和RTK技术对该滑坡体进行了连续实时监测。通过对该滑坡从开始滑动至产生破坏全过程监测数据的处理与分析,以及将GPS监测结果与全站仪三维监测结果的对比,发现在观测条件较好和基线较短时,基于Track模块GPS单历元定位技术监测滑坡变形的平面精度在5mm左右,高程精度约为9mm;RTK定位技术的平面精度在11mm左右,高程精度约为17mm;而用小波变换等方法进行滤波后的精度还会更高。     

基于XJ-CORS的新疆框架坐标建设探讨

新疆CORS站的建成需要建立与之相对应的框架坐标。为验证框架坐标精度,框架点计算采用GAMIT软件解算基线,然后用Powernet软件进行平差计算和PANDA软件解算得到两套ITRF2008框架坐标并进行对比分析,得到PANDA(GPS)和GAMITPowernet(GPS)框架的差异平面优于3 mm、高程优于6 mm;PANDA(BDS)和GAMITPowernet(GPS)框架差异平面优于3 mm、高程优于8 mm,均达到框架坐标精度设计要求。新疆CORS框架建设是全国首家采用纯国产软硬件设备并基于BDS建设而成的,此方法可为国内CORS建设框架坐标提供一条新的思路。     

北斗应用于高铁CPI控制测量的算法与试验研究

针对高速铁路CPI控制网,对北斗/GPS系统的单独与联合基线解算模型进行研究,开发北斗/GPS基线处理软件,并应用于高铁控制网建设。对川藏铁路成都-雅安段CPI控制网测试的结果表明:北斗基线解算精度X,Z方向优于1mm,Y方向优于2mm;北斗重复基线较差、同步环和异步环闭合差的合格率与GPS相当;北斗无约束平差最弱边相对中误差为3.1ppm,精度与GPS基本一致;北斗CPI控制网测试各项指标均满足《高速铁路工程测量规范》要求,可用于高速铁路测量控制网的建立。     

北斗地基增强系统软件（EarthNet 2.0）及其应用

北斗卫星导航系统已实现亚太地区的覆盖,为北斗地基增强系统的发展提供了坚实的基础。本文论述了具有自主知识产权的北斗兼容 GPS/GLONASS 的 GNSS 定位地基增强系统软件 EarthNet2.0 的系统功能及应用状况。该软件系统界面友好,商品化程度高,能兼容国内外主流终端设备及基站设施。在江苏北斗地基增强系统一期项目的实际运行中,稳定性高,有效覆盖范围内实时定位初始化时间优于 30s,内符合精度平面方向优于 1cm,高程方向优于 2cm,外符合精度平面方向精度为 2cm,高程方向精度为 4cm。     

基于虚拟参考站的GNSS滑坡变形监测方法及性能分析

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)技术在大坝、桥梁、滑坡等形变监测领域应用广泛。针对传统监测方法需要架设基准站、导致监测成本增加的问题,提出一种基于虚拟参考站的GNSS变形监测方法,利用连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)观测数据,生成虚拟参考站(virtual reference station,VRS)代替实体参考站,实现高精度变形监测。利用中国云南省屏边苗族自治县约30处滑坡监测点进行实验分析,结果表明,当CORS基准站间距小于40 km时,双差对流层和电离层延迟模型内插精度优于10 mm,利用观测时长大于8 h的数据,可以实现平面精度优于5 mm、高程精度优于10 mm的形变监测。     

北斗/GPS导航系统在西北地区的定位精度分析

分析了我国西北地区北斗/GPS地基增强系统的定位精度情况。实测数据说明,该地区GPS、BDS、GPS+BDS三种定位模式的平面内符合精度均优于2 cm,高程方向优于5 cm。在外符合精度方面,虽然三种模式定位精度均能达到设计要求(水平≤5 cm,垂直≤10 cm),但北斗卫星由于其卫星分布构型不均匀(多位于东南方向),导致该地区北斗RTK定位精度在高程方向稍差,明显逊色于GPS的定位精度。     

基于GAMIT对国家GNSS基准站进行的北斗基线解算分析

以国家GNSS站的多系统观测数据为研究对象,旨在以单系统解算为研究视角,通过GAMIT软件对BDS/GPS数据进行单系统解算的方法,力图为利用BDS/GPS做基线解算提供参照。实验结果表明,BDS基线解算的相对精度与GPS相当;单BDS数据解算的基线东西方向精度10～12 mm,较单GPS数据解算的基线东西方向精度低42%,高程方向的单BDS基线中误差25 mm,是单GPS基线高程方向中误差的2倍;而组合双系统解算能有效提升基线U方向的精度,提升1 cm左右。文中认为目前利用BDS进行基线解算的精度尚不与GPS精度相当,在利用北斗系统进行高精度定位中,还有许多问题值得探讨。     

区域电离层建模的单频伪距定位验证

针对电离层单层模型无法满足单频用户定位精度要求的问题,该文建立了区域电离层斜路径模型和单星多项式函数模型。基于河北省区域CORS站的实验结果表明:该文建立的区域电离层模型的拟合精度比CODE中心的格网电离层模型提高了近80%。并将其应用于北斗、GPS单频伪距单点定位,得出北斗的单点定位高程和平面定位精度分别优于3和2m,GPS的单点定位高程和平面定位精度分别优于1.5和1m;相对于CODE,GPS和北斗在平面及高程方向的定位精度均提高了50%左右。结果证明,采用斜路径电离层模型和多项式函数模型,可以较好地反映区域电离层的精细结构。     

三维边角前方交会在大坝防浪墙变形监测中的应用及精度分析

结合琅琊山电站大坝防浪墙变形监测项目,将三维边角前方交会应用于防浪墙变形监测中。通过对测量成果进行三维精度分析,其结果表明:采用本方法测得的成果达到了监测点平面精度、高程精度都小于±2 mm中误差的要求,验证了三维边角前方交会方法的可行性。为监测提供了一种合理而省时的观测方法,为今后大坝监测的研究应用提供了一定的借鉴。     

北斗Ⅱ载波相位差分定位法在高填方变形监测中的应用

通过对北斗Ⅱ载波相位差分定位技术在高填方变形监测中的应用研究,包括实时动态差分定位(RTK)和静态相对定位,构建了完整的北斗Ⅱ高填方变形监测软硬件系统。该系统采用基于贯序极限学习机的卫星信号周跳探测与修复方法进行数据预处理,并利用基于卫星历元数的分层置信滤波算法对静态相对定位结果进行修正,提高了定位结果的准确性和可靠性。通过自制的精度测试装置,以百分表和钢尺测量的位移变化量为相对真值,完成了上述变形监测系统的精度试验。试验结果表明:该系统的RTK高程测量精度优于2 cm,静态高程测量精度优于2 mm,静态水平位移测量精度优于1.5 mm,可有效抑制卫星信号周跳和卫星历元数量较少等因素的影响。     

高精度BDS+GPS变形监测技术在特高压线路地质灾害监测中的应用

BDS+GPS变形监测技术对特高压线输电杆塔的高精度监测具有重要意义。本文在构建BDS+GPS高精度定位数学模型的基础上,依据前后历元的一致性,给出稳健的GNSS观测数据预处理策略;兼顾监测算法的高精度及快速响应,利用实时滑动窗口时段解的解算策略对高压线输电杆塔的位移变化进行实时监测;采用B/C架构研发BDS+GPS变形监测软件,具有数据采集、数据解析、数据解算和前端展示功能。精密导轨试验结果表明,该算法的水平RMS小于3 mm,高程RMS小于5 mm,满足厘米级、毫米级变形监测需求。     

基于北斗的建筑物监测精度分析

随着北斗系统的发展,北斗高精度定位技术应用于变形监测以及大型建筑物、构筑物的动态自动化监测方面展现出了巨大的优势.本文基于北斗和GPS双频载波相位数据处理的组合定位方法,并采用实验数据分析了北斗和GPS卫星可见数、DOP值和数据质量,通过解算建筑物变形监测实测数据对比分析了北斗、GPS及其组合系统定位结果的精度.结果表...