基于快速星历的GAMIT高精度基线解算研究

针对IGS最终精密星历发布时延较长导致的GAMIT基线解算实时性问题,该文提出了使用快速星历IGR和超快速星历IGU进行GAMIT基线解算的方法,并通过一组基线长40km~309km不等的观测数据进行实验验证。实验结果表明对于中长基线,使用IGR或IGU星历进行GAMIT基线解算与使用IGS最终星历解算的坐标分量较差优于10-9数量级,可以满足在特定情况下要求较短时间区间(观测时间后12天内)内使用GAMIT进行高精度GPS基线解算的需求。     

广播星历和精密星历对解算某港区GPS控制网成果影响分析

比较了广播星历和精密星历的差异,利用两种星历对某港区GPS控制网外业观测数据进行处理,分析了广播星历和精密星历对GPS网基线解算和网平差的影响。结果表明,常规短基线GPS控制网,完全可以用广播星历代替精密星历进行后处理解算,获取高精度的后处理结果。     

不同星历反演大气可降水量的时间序列分析

针对地基GPS水汽探测过程中星历文件的选取对最终反演结果影响的问题,该文利用探空资料建立了一种新的香港季度加权平均温度计算公式,采用3种不同星历对GPS观测数据进行基线解算。通过MATLAB对反演的大气可降水量进行时间序列分析,3种不同星历反演的大气可降水量与探空数据的结果相似,均方差非常接近,快速星历与最终精密星历反演精度基本一致,超快速星历与最终精密星历的反演精度接近。此结果表明:不同星历的选取能够对最终反演结果产生影响,但影响可以近似忽略;最终精密星历可用于事后的高精度水汽反演,分析水汽的变化规律;快速星历结果可用于时效性快的水汽探测;超快速星历用于实时水汽探测,成为水汽探测的手段之一。     

使用TBC软件进行BDS基线解算精度分析

为了验证基于TBC软件进行BDS长、短基线解算的精度以及可靠性,使用TBC软件采用不同解算模式对实测数据进行处理。经分析可知,基于TBC软件进行BDS短基线解算成果与GPS基本一致,水平分量较差优于2.5 mm、垂直分量较差优于5 mm,都具有较高的水平精度和垂直精度;BDS基线精度略优于GPS,实际应用中可用广播星历代替精密星历进行基线解算。基于TBC软件加载精密星历进行BDS长基线解算成果与GPS相比,水平分量较差为5 cm、垂直分量较差为12 cm以内。实际应用中可使用快速星历或超快速星历代替精密星历进行BDS长基线解算。     

基于超快速星历的GAMIT高精度基线解算研究

由于IGS最终星历需延时12 d才会在其中心发布,不能满足应急保障的需要,因此提出了使用超快速星历IGU进行GAMIT高精度基线解算的方法。分别采用IGS最终星历和IGU超快速星历对GPS控制网基线进行解算。结果表明,使用IGS最终星历和IGU超快速星历解算的中长基线坐标分量差值不超过2 mm,可满足特定情况下高精度快速解算基线的需求。     

GPS数据解算对流层天顶总延迟探讨

运用GAMIT／GLOBK软件,对南极长城站与周边的各IGS跟踪站的GPS观测数据进行组网解算。在解算各站上空总天顶延迟的过程中,利用不同的星历进行解算,并对其解算结果进行了分析和探讨得出：实时预报。星历与精密星历在解算结果上差别不大,最小差值是0mm,最大差值仅为0．5mm。所以在计算各GPS站上空大气水汽含量时,可直接采用实时预报星历,对今后实时探测水汽及实时天气预报具有一定的实用意义。     

不同卫星星历对GPS数据处理的影响

研究了基线解算时分别使用广播星历、快速星历和精密星历时解算结果的影响.对于长基线来讲,使用快速星历和精密星历可以有效提高解算精度,对于短基线,使用广播星历可以保证基线解算的精度.     

精密星历与广播星历下C级GPS网解算精度分析

分别在精密星历与广播星历下采用TBC 2.8数据处理软件进行C级全球定位系统（GPS）控制网基线解算,并采用GAMIT加载精密星历文件进行基线解算,在COSAGPS软件中进行环闭合差统计及平差计算．针对上述方法得出的数据进行比较,分析TBC软件采用不同星历解算对C级GPS基线解算及网平差成果的影响,研究发现TBC在两种星历下均可进行C级GPS数据解算,但在精密星历下的基线解算精度较高,在工作中可根据实际情况采取恰当的方法作业.      

GAMIT软件在高速铁路GPS控制网中的应用

随着高速铁路在我国的大规模建设,各种等级GPS铁路控制网的布设也陆续展开,用于解算GPS基线的软件,除了各种随机软件如TGO、LGO等外,GAMIT也是一款解算GPS基线的可靠工具,利用GAMIT可以有效消除长基线观测中电离层的影响[1],且可以加入潮汐改正。本文介绍了GAMIT软件在多天多时段工程控制网中的解算流程,以及相应的C-SHELL批处理程序[2],分析了不同星历对基线解算结果的影响,验证了超快速星历与快速星历同样可以获得高精度及高可靠性的解算结果。     

IGU精密星历在CORS网监测中的应用

针对IGS数据处理中心发布的最终精密星历不能用于CORS网实时监测的问题,分析了IGU(超快速精密星历)用于CORS网实时监测的可行性。根据不同IGU精密星历产品的精度和时延性,基于TEQC将美国康涅狄格州10个CORS站单天观测数据平均分为4个时段,利用GAMIT/GLOBK依次进行了精密定位解算,并与最终精密星历基线解算和网平差结果进行比对。结果表明:利用IGU预测部分与最终精密星历的基线解算结果坐标分量较差最大为0.17 mm;网平差后点位坐标分量偏差最大为0.11 mm。因此,IGU预测轨道可以对CORS网进行实时监测。     

IGS超快速星历预推GPS卫星轨道精度分析

在GPS卫星星历中,除了GPS广播星历能被GPS用户实时获取进行实时定位和导航外,IGS超快速星历(IGU星历)有24 h的预推轨道也能被GPS用户实时得到,可以利用IGU星历的预推轨道进行实时定位和导航。文中对IGS发布的IGS超快速星历(IGU星历)预推轨道精度进行了分析。研究表明,随着IGU发布的频度提高,其预推轨道精度也进一步提高,对于每天发布4次的IGU星历,预推轨道的前6 h轨道精度在X、Y、Z方向分别为3.2 cm3、.4 cm、3.2 cm。     

GPS多站组网的亚纳秒实时时间比对算法

针对传统GPS PPP（precise point positioning）时间比对算法依赖精密星历产品、时间延迟较长和实时性差等问题，提出了一种多站组网实时时间比对算法。采用IGU超快速星历产品作为解算输入条件，利用多站联测增加多余观测，将测站钟差和卫星钟差作为未知数统一解算。实验结果表明，比对结果与IGS最终钟差的一致性达到了0.3 ns以内，比对结果的天频率稳定度优于2.5×10-15。     

基于超快速星历进行实时反演大气水汽总量的可行性研究

从GPS气象学实际应用的角度出发,能够实时获取高时空分辨率的大气水汽场是一个十分关键的问题。基于地基GPS遥感水汽的原理,利用香港地区CORS网的实际测量数据进行试验,根据IGS网站提供的不同精度的轨道信息设计了试验方案,并且比较了方案中最终精密星历、超快速星历以及气象探空站探测得到的大气可降水量序列。实验结果表明,利用超快速星历反演算出的大气水汽总量与最终精密星历一致,其精度可以满足气象预报等实时业务的需求。      

基于INDY控件的实时精密单点定位星历获取程序设计

IGS提供实时的预报产品—超快速精密星历IGU,这种超快速星历为实时精密单点定位的实现提供了实时的高精度数据支撑。由于IGU存储在网络服务器中,设计实现IGS数据文件实时获取的下载程序是实时精密单点定位的基础。通过在C++Builder 2007平台上利用Indy控件设计编译了IGS数据文件的下载程序并进行实验。实验表明:该程序支持多线程并发和断点续传功能,可以实现IGS数据文件的实时下载。     

远海实时GPS潮汐的实时精密单点定位观测

针对传统事后精密单点定位技术的时间延迟问题,该文基于IGS RTS实时数据流产品,开展了实时精密单点定位技术在远海实时GPS验潮中的应用研究.对RTS改正的实时精密卫星轨道和钟差进行了精度验证和分析,给出了RT-PPP的数据处理策略以及实时GPS验潮的基本流程;组织和实施了渤海湾船载GPS验潮试验,以压力式验潮仪数据为参考,对远距离实时GPS潮汐测量结果进行了精度分析.结果表明:①以IGS最终卫星轨道和钟差产品为参考,RTS实时精密卫星轨道在X、y、Z方向的精度(RMS)均优于3 cm,卫星钟差的精度优于0.15 ns;②采用傅里叶低通滤波方法,消除波浪对潮汐观测的影响,进一步提取潮位信息.在忽略船体姿态改正的情况下,实时精密单点定位验潮相对于压力式验潮仪结果的最大偏差优于20 cm,RMS达到7.5 cm.     

实时精密单点定位的远海实时GPS潮汐观测

针对IGS实时数据流产品,该文开展了实时精密单点定位技术在远海实时GPS验潮中的应用研究。对RTS改正的实时精密卫星轨道和钟差进行了精度验证和分析,给出了实时精密单点定位的数据处理策略以及实时GPS验潮的基本流程;组织和实施了渤海湾船载GPS验潮试验,以压力式验潮仪数据为参考,对远距离实时GPS潮汐测量结果进行了精度分析。结果表明:以IGS最终卫星轨道和钟差产品为参考,实时数据流产品实时精密卫星轨道在X、Y、Z方向的精度均优于3cm,卫星钟差的精度优于0.15ns;采用傅里叶低通滤波方法,消除波浪对潮汐观测的影响,进一步提取潮位信息。在忽略船体姿态改正的情况下,实时精密单点定位验潮相对于压力式验潮仪结果的最大偏差优于20cm,RMS达到7.5cm。     

精密单点定位中卫星星历对天顶对流层延迟估计的影响

为了分析不同卫星星历对天顶对流层延迟估计的影响,本文选取不同的卫星星历产品分别进行静态精密单点定位试验,估计天顶对流层延迟,并与IGS发布的天顶对流层延迟产品相比。结果表明,采用最终星历、快速星历和超快星历实测部分时,天顶对流层延迟的平均RMS值分别为4.5mm、4.3mm和4.6mm,估计精度一致。而采用超快星历外推部分时,平均RMS值为6.3mm,估计精度略低。     

GPS-Meteorology network in Wuhan region

There are three aspects in the study of GPS meteorology network in the Wuhan region. The first is the comparison of the GPS precipitable water vapor between final ephemeris and ultra-rapid ephemeris for which the relative coefficient is 99.97 and the root mean squares is 0.048 mm. It can be concluded that ultra-rapid ephemeris can be used to get the GPS precipitable water vapor for the real-time prediction. The second is the comparison of precipitable water vapor of GPS stations and the distribution of water vapor in the Wuhan region is acquired. The change of GPS precipitable water vapor and rainfall in a rainfall process are compared and analyzed. The change of GPS precipitable water vapor can reflect and predict the process of rainfall.     

基于IGS超快星历预报卫星钟差及其精度分析

在实时GPS精密单点定位中,能否快速有效地得到高精度的卫星钟差预报值是影响实时单点定位速度和精度的一个重要因素,由于GPS原子钟的高频率、高敏感和极易受到外界及其本身因素影响的性质使得卫星钟差预报至今都没能得到很好地解决,本文在目前的卫星钟差预报基础上,分别探讨了利用灰色模型理论、线性模型和二次多项式模型等方法,以IGS超快星历中2004年12月7日卫星钟差观测资料预报8日的卫星钟差为例进行卫星钟差预报研究,初步得出如下结论:在利用IGS超快星历的前一天的卫星钟差观测值预报后一天的钟差时,线性模型相对方便有效;而灰色模型只要选取合适的模型指数系数,能得到较高精度;但二次多项式模型预报精度较差。利用线性模型能达到或优于IGS超快星历预报钟差的预报精度。     

武汉地区GPS气象网试验研究

将精密星历与快速预报星历GPS可降水量进行比较，两者的相关系数为99．97％，均方根为0．048mm，得出可以利用快速预报星历进行GPS可降水量的准实时预报的结论。通过对武汉地区GPS测站的可降水量的比较，得出武汉地区水汽的分布状况。对一次降雨过程进行了GPS可降水量与实际降雨量的比较，表明GPS可降水量变化可反映和预报降雨发生的过程。