应用GNSS在线服务系统提升基准站建设质量

在GNSS连续运行基准站建设时,在基准站选址阶段均要对基准站观测环境进行测试。目前,对测试数据进行质量分析时通常采用TEQC软件,但采用TEQC软件主要获得的是点位环境的质量指标,无法确定网解时点位的可靠性与精度。为进一步提升基准站建设质量,提出利用高精度GNSS在线服务系统与TEQC软件相结合的基准站数据质量控制方法,并以某区域CORS站测试数据为例,验证该方法较传统方法的优势与可行性,为GNSS基准站的选址与质量控制提供切实可行的解决方案。     

电磁环境对GNSS观测数据质量的影响

通过在35、110、220、500、800kV 5种不同电压等级的变电站开展全球卫星导航定位系统(GNSS)观测实验,从数据完整率、多路径、信噪比、观测值与周跳比4项指标对各测试站点的GNSS观测数据质量进行统计分析,研究不同电压等级下电磁环境对各GNSS系统观测数据质量的影响。结果表明:不同电压等级下电磁环境对各GNSS系统的观测数据质量无负影响,该结论为论证变电站建设GNSS连续运行参考站(CORS站)的可行性提供了一定的参考价值,促进了卫星导航定位技术在电力行业的应用。     

GNSS观测数据质量对坐标解算精度的影响分析

针对陆态网络流动GNSS观测环境的变化易引起观测质量下降的问题,该文对其不同观测质量数据解算坐标误差进行分析,以便于根据不同研究区域选择不同质量的观测数据。以华北地区450个流动GNSS站为研究对象,统计结果表明,单天坐标精度总体上随着数据有效率的增大而升高,随M1和M2增大而降低,多路径效应对测站垂向的影响大于水平向;在影响测站观测环境的诸多因素中,树木遮挡影响最大。最后提出了提高数据质量的建议措施。     

多模GNSS接收机静态观测数据质量分析

随着北斗卫星导航系统的不断发展和完善,基于GNSS多模系统的接收机种类不断增多。为了满足福建省北斗地基增强系统建设的需要,对目前国内建设CORS站的GNSS接收机静态观测数据质量进行分析,以研究多模卫星观测系统的数据质量,为北斗地基增强系统的建设提供参考。     

GNSS用于杭嘉湖平原地面沉降机理的研究

为研究GNSS静态观测监测大面积区域平原沉降机理,在杭嘉湖平原地区建立了由25个基准点和15个监测点组成的基准监测网,并根据2008-2014连续6年的GNSS大地高与精密水准测量数据的对比分析,验证了GNSS静态观测方法的实际精度。结果表明:GNSS大地高变化可以替代精密水准测量获取水准测量点的沉降值,为研究大区域平面沉降监测提供了有力支撑。     

GNSS-MR技术用于潮位变化监测分析

潮位变化的高精度监测一直是全球海平面观测系统、海洋环流和全球气候变化研究领域关注的热点问题之一。随着GNSS研究与应用的不断深入,近年来基于多路径效应的GNSS-MR技术已逐步成为一种新兴的遥感手段,即利用测量型GNSS站进行地表环境(植被、土壤湿度、雪深、潮位、火山活动等)监测。通过分析由多路径引起岸基GNSS站SNR值的变化特性,本文给出了基于SNR观测值的GNSS-MR技术监测潮位变化的反演原理。利用布设在美国华盛顿州Friday Harbor海港岸边的CORS站SC02实测观测数据对潮位变化监测进行了反演分析,并与该站相距359 m的验潮站数据进行了对比分析,两者较差均值约为10 cm左右,两者的相关系数均优于0.98。试验结果分析表明基于岸基CORS站的GNSS-MR技术在一定程度上可用于实时、连续的潮位变化监测,同时也说明岸基CORS站在一定程度上可作为验潮站的补充,进一步拓展GNSS在海洋遥感领域的应用范围。     

六盘山构造带应变积累特征及其变形机制研究

六盘山构造带位于青藏高原向中国大陆内部挤压扩展的最前缘部位,其东部是构造稳定的鄂尔多斯块体,西部是新生代强烈隆升与快速生长的青藏高原东北隅.论文在六盘山地区进行GNSS加密观测,结合已有观测数据,给出青藏高原东北隅高空间分辨率的三维 GNSS速度场,并分析形变场空间分布特征;研究GNSS应变率场计算方法,对方法的有效性和稳健性进行验证,解算不同空间尺度的应变率场;基于GNSS形变场聚类分析结果,结合研究区地震活动性和深浅地球物理资料,提出该区域改进的块体模型,探讨区域变形机制.论文研究内容与成果如下:(1)提出一种探测 GNSS 坐标时序中突跳的方法.     

基于TEQC的山西省陆态网络GNSS数据质量分析

山西省陆态网络GNSS站点是中国大陆构造环境监测网络的重要组成部分,同时也是中国大地基准的重要支撑部分。该区域陆态网络GNSS站点周围环境好坏,影响GNSS观测数据质量,进一步影响我国地壳运动监测的精确性。本文基于TEQC软件数据质量检核模块对山西省内的67座陆态网络GNSS站点的数据进行质量分析,结果表明,58座陆态网络GNSS站点的数据质量满足规程要求,9座陆态网络GNSS站的数据质量不满足规程要求。     

地基GNSS电离层层析方法及应用

随着GALILEO、GLONASS和BDS等系统的快速发展,全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satellite System)为电离层层析技术的应用带来大量的观测数据,可弥补单星座条件下地面观测站点少和观测视角有限等不足。本文利用多星座GNSS的观测数据,通过融合定权的方式,提出一种基于地基GNSS的电离层层析方法,求解出高精度的电离层电子含量值。利用该方法反演出欧洲区域上空的电子密度。实验结果表明,多星座GNSS反演的精度要优于使用单GPS数据的结果。并将该方法应用到磁暴探测中,与垂测仪的观测结果进行比较,验证了多星座GNSS电离层层析方法的可行性和优越性。     

中国大陆GNSS连续站观测噪声的时空分布

为了全面分析我国大陆及其周边GNSS连续站噪声的空间分布规律,该文基于陆态网络260个GNSS连续站和周边区域10个IGS站的观测数据,利用GAMIT/GLOBK软件进行解算,得到各站的坐标值及其N、E、U 3分量误差值,制定筛选标准,依据该标准剔除质量差的测站,剔除异常值;利用Matlab软件,按照东向(E分量)、北向(N分量)、垂向(U分量)3个方向进行拟合,并提取各测站单日解的最大误差值出现的年积日,绘制其在我国大陆的空间分布图,得到中国大陆GNSS连续站最大单日误差值的时空分布特性图。发现大部分GNSS连续站单日最大误差值集中在夏季(7月居多)并分析了原因。     

星座异构基准站网虚拟参考站数据生成方法

针对各地现有卫星导航定位基准站可用星座存在差异性的问题，提出了按星座分别生成虚拟参考站数据的方法。该方法通过修正接收机钟差影响，实现了多个参考站作为主参考站生成同一个站点的虚拟观测值，有效避免了单个主参考站星座兼容性的影响，可为流动站提供更多的可用卫星。试验针对部分基准站不兼容北斗卫星的情况，分别在开阔区域和房角区域测试了按星座组网前后流动站的定位性能。结果显示：更多基准站参与服务能够改善虚拟参考站数据质量；按星座组网后流动站的定位质量更优，尤其可以显著改善流动站在房角等有遮挡区域的可用性和定位质量。研究成果对于有效整合当前各类基准站数据资源、提升服务对星座的兼容性具有实用价值。     

GNSS垂直位移反演区域地表质量变化的模拟分析

连续密集的全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)地表形变监测为反演精细的区域地表质量变化提供了有效技术手段.针对格林函数方法反演区域地表质量变化的病态问题,给出了一种改进的正则化拉普拉斯约束矩阵,讨论了广义交叉检验(generalized cross-vali...     

EMD在GNSS时间序列周期项处理中的应用

全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）位置时间序列蕴含有丰富的构造和非构造变形信息,具有成分复杂、建模困难、非构造信息难以有效分离等特点,利用自适应的经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）方法对川滇地区24个GNSS连续站时间序列作周期项修正。结果表明,周期项的修正十分必要,EMD方法能够根据每个台站信号的自身特性,自适应地提取不同频率、振幅的周期成分,这也更符合实际情况;相较于谐波模型,EMD方法对原始时间序列在N、E、U方向的改正均更加精确有效。使用修正后的连续站时间序列模拟流动观测,发现经过5～6 a/期观测即可得到相对可靠的台站运动速度,并通过距离较近的实际连续观测站对流动观测站周期项改正,验证了EMD方法的稳定性和可靠性,这也为流动GNSS观测实施、周期修正和资料使用提供了参考意见和理论依据。     

大规模GNSS基准站网快速同步处理方法研究

目前我国GNSS连续运行基准站网已基本建设完毕,全国范围内建设完成约2000个GNSS连续运行基准站。随着站点规模的加大,数据计算的效率也迫切需要提高,采用传统的高精度数据处理软件已适应不了大规模GNSS网的数据解算要求。本文基于BERNESE5.2软件研究了我国“陆态网络工程”260个基准站的大规模GNSS网同步数据处理方法,通过修改源程序及利用并行计算技术,成功实现了陆态网络基准站快速、高效、高精度的数据计算能力。实例验证表明,陆态网络单天260个站的数据在无需分区的情况下,可在1 h内获得全球框架下的约束解,解算的框架点坐标精度在毫米量级,大大提高了国家数据中心的大规模GNSS网数据处理能力。     

测站处GNSS多路径误差效应反演及其应用研究

针对测站观测环境变化对数据质量影响难以有效评估并削弱的问题,研究了一种可通用于各类卫星导航系统的多路径误差半天球格网点建模方法（multi-point hemispherical grid model,MHGM）。该方法能够综合利用不同GNSS（global navigation satellite system）系统的不同时期观测数据进行整体建模,显著削弱GNSS信号所受多路径误差影响,并图像化反演测站周围的多路径效应,确定信号干扰源的方位。算例的测试结果表明,在模拟的强多路径环境下,模型改正后模糊度固定时段的载波相位观测值残差的均方根误差（root mean square error,RMSE）统计值由0.983 cm降为0.318 cm,改善率高达67.7%。此外,MHGM建模结果中改正量较大的异常区域与对应测站处所架设挡板的方位相一致,能够反演出测站周围不同方向观测信号所受多路径误差影响。国际GNSS服务组织的历史观测数据在利用MHGM模型改正后,合计18年测试算例的观测值残差RMSE平均改善率达到29.5%。这对于评估测站观测环境在不同时期的变化状况,提升现有各类增强服务产品的精度和可靠性具有一定的潜在应用价值。     

重庆市国土资源GNSS网络信息系统基准站网数据质量分析关键技术研究

基准站观测数据的质量是影响连续运行参考站系统（CORS）能否正常、稳定运行的关键因素之一。对于已建成的CORS系统,仍有必要定期对基准站数据质量进行分析监测。本文选取重庆市国土资源GNSS网络信息系统（CQGNIS）基准站网的实际观测数据,分别利用TEQC和GAMIT软件对CQGNIS单基准站和全网数据质量进行分析研究,论证并给出了CQGNIS基准站的当前总体数据质量情况。     

A continuous velocity field for Norway

In Norway, as in the rest of Fennoscandia, the process of Glacial Isostatic Adjustment causes ongoing crustal deformation. The vertical and horizontal movements of the Earth can be measured to a high degree of precision using GNSS. The Norwegian GNSS network has gradually been established since the early 1990s and today contains approximately 140 stations. The stations are established both for navigation purposes and for studies of geophysical processes. Only a few of these stations have been analyzed previously. We present new velocity estimates for the Norwegian GNSS network using the processing package GAMIT. We examine the relation between time-series length and precision. With approximately 3.5 years of data, we are able to reproduce the secular vertical rate with a precision of 0.5 mm/year. To establish a continuous crustal velocity field in areas where we have no GNSS receivers or the observation period is too short to obtain reliable results, either interpolation or modeling is required. We experiment with both approaches in this analysis by using (i) a statistical interpolation method called Kriging and (ii) a GIA forward model. In addition, we examine how our vertical velocity field solution is affected by the inclusion of data from repeated leveling. Results from our geophysical model give better estimates on the edge of the network, but inside the network the statistical interpolation method performs better. In general, we find that if we have less than 3.5 years of data for a GNSS station, the interpolated value is better than the velocity estimate based on a single time-series.     

GNSS RTK实时自适应换站方法

在中长基线的GNSS动态相对定位中,随着基线长度的增加,参考站与流动站之间误差的相关性会下降,导致模糊度无法快速固定,定位性能下降。在多GNSS参考站条件下,可以通过自适应选择距离更近的参考站,形成更加合理的基线,以保障RTK定位的精度。为解决换站后重新初始化模糊度所带来的定位结果重新收敛问题,本文提出了一种GNSS RTK实时自适应参考站换站算法,引入原参考站与新参考站之间的双差模糊度作为辅助,从而得到准确的新参考站与流动站之间的双差模糊度先验信息,避免了换站后模糊度的重新初始化,得到了连续的高精度定位结果。该方法可适用于实时定位,能够满足大范围RTK高精度连续定位的需求。利用香港CORS站数据进行验证,结果表明,本文换站算法能够克服换站导致的定位重收敛问题,且能够保障换站前后获得连续的高精度定位结果。     

区域CORS网坐标时间序列周期特征分析

通过精密单点定位的方法获取了区域CORS网各基准站的坐标时间序列,并利用最大似然估计法和频谱分析法对其32个基准站坐标时间序列的周期特征进行了分析,获取了各基准站年周期、半年周期的振幅和相位值,以及各基准站的周期功率谱图。结果表明:GNSS基准站坐标时间序列不仅存在线性变化,还存在周期性变化,其中以U方向表征最为明显,与双差定位获得的坐标时间序列周期特性分析结果一致,说明以精密单点定位获取的GNSS基准站坐标时间序列是可靠的,可以用来分析基准站的变化特征。