基于累积和算法的动态变形预警模型研究

利用GPS对构筑物进行动态变形监测,获取构筑物的动态变形序列,通过卡尔曼滤波处理变形时间序列,从而削弱相关噪声的影响,提取真实的变形信号,并通过FFT处理变形信号,验证其滤波效果.在分析累积和算法的前提下,构建构筑物预警模型,分析了平均运行长度及预警阈值等相关参数的选取原则.经实测数据分析,模型能有效检测到变形发生时刻,该方法能够提高GPS进行动态变形预警的可靠性,特别是为微小变形提供一定研究指导意义.     

船测瞬时海面大地高的获取与数据处理分析

为获得高精度的沿海区域瞬时海面大地高数据,利用船载GPS RTK技术能在动态条件下获得厘米级定位精度这一优势,采用高斯滤波及卡尔曼滤波方式对采集到的观测数据进行处理。从实验数据出发给出了高斯分布参数的选择方法并成功用于高程数据的滤波处理,同时以卡尔曼滤波方法作比较,分析了在获取瞬时海面大地高这一具体问题中两种方法的优劣,认为高斯滤波方法优于卡尔曼滤波。     

卡尔曼滤波在GPS潮位数据处理中的应用

利用RTK GPS技术测量潮位数据时,在把具体的潮位数据提取出来以后还会存在很多的异常点或不确定点,因此我们要在提取出具体波动的过程中实时的修正,才能得到有效的资料。文中简要介绍了卡尔曼滤波的基本原理,以及如何应用于GPS潮位数据的处理,并通过试验讨论卡尔曼滤波在数据处理中的效果。     

导航型GPS在海上地球物理勘探中的应用──卫导数据随机噪声处理

分析了导航型GPS在海上地球物理勘探应用中存在的问题，着重研究了卡尔曼滤波对号航数据中航向和航速的处理；提出两种滤波模型，对模拟的导航数据和真实航行数据进行计算，并将结果用于重力测量数据的Eotvos改正，对出现的问题进行了讨论。文章提出适当的处理方法，使导航型GPS适应海上地球物理勘探的要求，提高了导航精度和满足测量了精度。     

GPS在天津市地面沉降监测中的应用

结合天津市GPS基准站和一级GPS监测点数据,进行区域地表形变监测数据处理与分析,重点介绍了GPS变形监测技术中高精度数据处理时的参数设置及成果精度评定准则,并通过同期监测的水准数据和GPS数据进行对比分析,验证了GPS监测技术应用于地面沉降监测的可行性。     

基于回归方程GPS单频精密单点定位算法

研究了单频GPS精密单点定位的算法,包括单频精密单点定位的回归方程及卡尔曼滤波用于单频精密单点定位,探讨卡尔曼滤波的观测方程和状态方程,给出了状态转移矩阵及系统噪声矩阵.通过算例验证了在1s采样率的情况下,定位达到了分米级的精度.     

“海底管线检修潜水器”管线位置信息重构及其自航模试验

海底管线检修潜水器主要依靠管线探测系统给出的管线位置信息完成水下自动跟踪巡线、定位和作业。针对管线探测系统信息不佳甚至丢失问题 ,建立了基于扩展卡尔曼滤波的信息重构算法 ,通过对来自管线探测系统、惯导和GPS系统以及管线位置历史数据库的信息进行融合 ,不仅提高了管线位置信息的稳定性 ,而且可以在管线探测系统信息丢失的情况下短时间内重构管线位置信息 ,供自动控制系统使用。运用该算法进行了计算机仿真和自航模试验 ,试验结果验证了该算法的有效性     

差分GPS卡尔曼滤波技术

本文介绍了两种型号GPS接收机实时读取观测数据、星历信息的输入码,讨论了海洋DGPS卡尔曼滤波算法及自适应技术,通过实例计算,得出几点有益结论。     

白噪声Kalman滤波模型在GPS单向授时中的应用

全球定位系统(GPS)的应用越来越广泛,尤其是高精度的星载原子钟使得授时的精度得到了很大的提高。针对GPS授时过程中接收机受到各种噪声的影响,利用Kalman滤波原理,建立状态方程和观测方程,对噪声进行分类并加以讨论。运用Kalman滤波原理对接收机钟差数据进行分析,计算结果表明Kalman滤波可提高GPS单向授时精度。     

精密单点定位的一种低动态解法

采用自适应选权滤波法,对低动态精密单点定位的解算方法进行研究,并编写了精密单点定位程序。通过合理选择自适应因子参数,对船载动态GPS测量数据进行了事后精密单点定位处理。结果表明:相对于经典卡尔曼滤波方法,采用自适应选权滤波法可大大提高低动态精密单点定位解的精度,X、Y、Z三个方向的RMS分别提高了79.9%、69.7%和92.0%。     

2011年日本Mw 9.0级地震的GPS响应研究

2011年3月11日日本宫城县以东太平洋海域发生Mw9.0级特大地震,造成了地表的严重错位并引发海啸。文中利用位于日本及周边国家的IGS站和国家海洋局GPS业务站观测数据,采用作者研制的精密单点定位(PPP)软件UniP,对此次地震的GPS数据响应进行了研究。结果表明:(1)GPS观测数据能清晰、连续地记录震时地表形变的过程,我国CHAN,NCST等站点水平方向的震时最大位移在10 cm以内,高程方向的震时最大位移在15 cm以内,且形变以可恢复性的弹性形变为主。(2)我国距震中较远,受此次日本地震的影响较小,且大部分站点是在东坐标方向出现不同程度的震后永久性位移。其中CHAN站点的震后位移最为明显,东向形变量为(1.8±0.11)cm;NCST、NLHT站点次之,东向形变量分别为(1.1±0.26)cm和(1.0±0.18)cm。(3)地震波传输到国家海洋局GPS业务站NCST、NLHT等的时间约为10 min,比海啸在深海的传播速度快约14倍,可为海啸预警提供所需的时间差。这些结果显示出GPS能够为地震监测和动力学特征研究提供有价值的基础资料,也表明中国沿海GPS业务观测系统在海底地震监测、海啸预警服务中的应用潜力。     

Real‐time failure detection in the carrier phase measurements of GPS by robust and conventional kalman state estimates

Among the fastest‐growing applications of high‐precision GPS positioning are those which are kinematic in nature. Carrier phase‐based GPS positioning of a moving antenna—for example, attached to a ship, an aircraft, or a land vehicle—is now commonplace. Recent software innovations make use of advanced ambiguity resolution “on the fly” and real‐time kinematic data processing algorithms to emulate the ease of operation of conventional differential GPS (DGPS) based on transmitted pseudo‐range corrections. However, as much higher accuracy must now be assured compared to DGPS, greater attention must be focused on the quality control aspects of GPS positioning. This study describes two methods for detecting failures or changes of small magnitude in real time in GPS measurements. Examination of the overlap or disjointedness of robust and conventional confidence intervals and studentized normal variates have been used as failure detection tools. These methods are based on testing the performance of the differences between the conventional (nonrobust) Kalman state estimates and the robust Kalman filler estimates. Detection of cycle slips in carrier phase data, outliers in phase rate or in code ranges, or any other type of disorder in the measurements of the GPS system can be addressed with these failure detection methods. Application and evaluation of the algorithms has been carried out using raw carrier‐phase and phase‐rate GPS measurements. It has been demonstrated that these failure detection tools provide powerful and efficient diagnostics for detecting small changes in the measurements of the GPS system.     

POS MV OceanMaster系列数据格式解译及其应用

目前尚未有文献对POS MV OceanMaster原始数据存储结构进行详细阐述,给后续的数据处理带来了诸多不便。从惯性导航原理入手对OceanMaster格式数据进行解析,通过软件开发对OceanMaster格式数据进行解码,提取各种数据包,并通过紧耦合算法对原始数据进行处理,分别获取三维坐标系下的位置均方差以及位置信息。实验结果表明,经过相应数据处理后可获得精度较高的位置数据,均方差约为0.03m,能够更好地为海洋测绘提供可靠的位置和姿态信息。     

基于CT非线性模型的水下目标跟踪算法比较

针对水下目标跟踪非线性跟踪精度问题,假设目标机动模型为恒转速运动模型,贝叶斯框架下,因扩展卡尔曼滤波跟踪方法进行模型在估计点的泰勒展开,忽略一阶以上高阶项,存在模型误差,比较了扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、容积卡尔曼滤波在高斯噪声干扰下滤波误差均方根,以及3种方法运行时间。仿真证明,非线性系统下状态维度为5,容积卡尔曼滤波跟踪的精度高于无迹卡尔曼滤波,无迹卡尔曼滤波高于扩展卡尔曼滤波。该研究为海上目标非线性测量系统提供仿真实例,为进一步滤波算法改进提供基础。     

利用MATLAB实时处理GPS数据

利用MATLAB软件环境,现场接收并实时处理海上地球物理调查过程中的GPS定位数据,剔除原始数据中的跳点,处理定位误差。采用样条拟合对测线进行拟合光滑,绘制各步处理结果的图形,并将处理前后的航向、航速数据及由此计算出的Eotvos改正值绘制成的曲线进行比较,结果表明:由原始数据计算得到的定位误差较大,与实际船体航行的轨迹有一定差距,而用经过MATLAB处理后的数据计算得到的定位误差较小,航向、航速等与船体航行的真实航迹接近,由此计算出的Eotvos改正值的精度也达到了海上重力测量中Eotvos改正的要求,保证了地球物理数据的质量。