两种软件在GPS动态测量数据后处理中的比较与分析

文中对GPS动态测量数据后处理软件的选择问题进行研究,在基准站加流动站工作模式下采集车载GPS数据,使用TEQC软件对观测数据进行预处理,分别采用TTC(Trimble Total Control)和LGO(LEICA Geo Office)软件对数据进行后处理并对解算结果进行比较和分析。结果表明:两种软件对静态数据以动态模式进行解算的结果差异在毫米级,对动态测量数据解算的结果差异在厘米以内,两者都能满足GPS动态后处理的需求。     

基于LGO与CosaGPS的高铁CPI复测技术研究

简要介绍了利用LGO进行基线解算和Cosa GPS进行网平差的操作流程,并利用这两个软件实际处理了京沈高速铁路某标段的CPI平面控制网的复测数据,展示了LGO和Cosa GPS两者协同处理数据时的高精度和高效的特性。对类似的高等级控制网解算有一定的借鉴意义。     

天线相位中心改正模型对南极GPS基线解算的影响

针对南极地区全球定位系统(GPS)数据解算结果精度较差的问题,该文通过选取合适的解算策略来得到高精度的解算结果。采用GAMIT软件对我国南极地区的长城站、中山站及周边的11个IGS站进行数据处理,对比分析了不使用天线相位中心改正模型以及相对和绝对天线相位中心改正模型对基线解算的影响。结果表明,在南极地区进行高精度GPS数据处理时应考虑天线相位中心的影响,绝对相位中心改正模型比相对相位中心改正模型得到的结果更为精确。     

天线相位中心改正模型对基线解算的影响

利用天线相位中心改正模型并结合GAMIT软件对GPS观测数据进行了处理,分析对比了采用天线相位中心变化的相对改正模型和绝对改正模型对GPS基线解算产生的不同影响,结果显示,使用绝对相位中心改正模型得到的基线解算更为精确,解算结果还表明,若不对天线相位中心变化进行改正,会对解算结果造成数厘米的差异,所以在高精度工程数据处理时应当采用天线相位中心改正。     

LGO与科傻平差软件在滑坡变形监测中的应用

目前白鹤滩水电站正在紧锣密鼓地建设中,为有效地判断白鹤滩水电站附近恩子坪2号滑坡体的稳定性,确保滑坡体的安全,减少滑坡带来的种种危害,本文拟利用Global Positioning System(全球定位系统,简称GPS)技术对恩子坪2号滑坡体进行变形观测,数据解算是利用徕卡后处理软件LEICA Geo Office Combined(简称LGO)和科傻平差软件进行,其中LGO对整个监测网数据进行了基线解算和坐标投影,科傻平差软件进行网平差,并得到每期观测的点位坐标。通过分析对比不同时间的点位坐标变化即可及时掌握滑坡体的变形情况。实验结果表明,此方法平面观测精度大概在3mm,平面加高程精度大概在5mm左右,可以监测出滑坡体在雨季中的向河谷中心微小滑动的趋势,完全满足滑坡体变形监测的精度要求。     

对流层几种改正模型分析及在LGO和Pinnacle中的应用

分析了几种常用的对流层延迟改正模型和对流层延迟的影响因素,在软件LGO和Pinnacle中运用不同对流层改正模型,对外业GPS测量得到的数据进行基线解算,比较不同对流层模型解算后的基线各分量,并得出一些有益的结论。     

浅谈LGO在GPS基线联合处理时天线的运用

文章根据GPS数据联合处理,采用软件自定义方法,对GPS天线的几何相位中心、电学相位中心、物理相位中心和标志相位中心及其相互关系进行论述;并根据LGO软件中天线定义格式,定义了NGS网站的全部天宝及其它仪器天线。用工程实际数据证明,所提出自定义天线方法的完整性、准确性和可靠性。     

双星姿态测量中确定整周模糊度的新方法

针对双星姿态测量中整周模糊度解算这一关键问题,提出了一种新的双星整周模糊度解算方法--天线反转法.其基本思想是,在静态初始化过程中将副天线绕主天线反转了180°.模拟算例表明,该方法能够快速可靠地解算出双星整周模糊度.     

双星姿态测量中确定整周模糊度的新方法

针对双星姿态测量中整周模糊度解算这一关键问题,提出了一种新的双星整周模糊度解算方法——天线反转法。其基本思想是,在静态初始化过程中将副天线绕主天线反转了180°。模拟算例表明,该方法能够快速可靠地解算出双星整周模糊度。     

几种开源精密单点定位软件算法研究与精度分析

从全球范围分布的IGS站中选取7个测站的观测数据,利用RTKLIB、PPPH和GAMP 3种开源精密单点定位软件分别进行静态PPP(precise point positioning)和模拟动态PPP解算,解算的坐标结果与SOPAC进行比较,天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay,ZTD)与利用BERNESE 5.0解算的5 min ZTD进行比较,并分别统计了收敛时间,结果表明:①在静态和动态PPP中,三者水平方向RMS(root mean square)分别均优于2 cm和5 cm,在高程方向精度有一定差异.②利用3种软件进行静态PPP解算均可得到厘米级对流层解算精度,GAMP与RTKLIB的解算结果与BERNESE解算结果差异在1 cm左右,与PPPH的差异在2 cm左右.③三者解算的收敛时间相当,静态PPP中收敛时间在6～56 min之间,动态PPP中收敛时间在9～116 min之间,部分测站PPPH解算的收敛时间较长.     

Quantitative evaluation of multipath rejection capabilities of GNSS antennas

Multipath error remains the largest error source in many high precision GPS applications. To counteract this problem, solutions at both software and hardware level have been studied. Software processing by means of measurement redundancy or error predictability can be used in order to mitigate the multipath effects. In general, these techniques work properly only when the length of a reflection path exceeds that of the direct path by more than 10–20 m. Unfortunately, in most cases, reflections are generated in the area near the receiving antenna. For this reason, multipath rejection actuated at the antenna level is one of the most valid means to improve the accuracy of GPS systems. The scope of this work is twofold. First, a review of low-multipath reception requirements will be proposed for comparing different classes of high precision GNSS antennas. Based on this discussion, we introduce a quantitative evaluation of multipath rejection capabilities of a GNSS antenna. The proposed assessment technique is focused on the antenna pattern, but, in contrast to other parameters evaluating the antenna radiation characteristics, it is specifically conceived to capture the effects of multipath signals.     

适用于工程测量三、四等水准要求的GNSS水准方法研究

针对传统水准测量效率不高而全球卫星导航系统（GNSS）静态测量所得大地高又被闲置的问题，给出了提高高程测量精度的方法和相应措施.通过对模型组合的选定，开发了双模型高程异常计算软件.基于三、四等水准测量的技术标准，提出在卫星定位静态测量中相应的观测要求，经过在全国多个不同地方的施工现场验证，实现了卫星静态测量达到三等水准测量的精度.研究实验结果表明:对工程测量中三等及以下的高程控制测量任务，按文中静态测量要求，并运用双模型高程异常计算软件，可以与平面控制测量同时轻松完成.      

On the influence of RF absorbing material on the GNSS position

Reflections of the GNSS signal around the antenna induce an error in the measurement of the satellite–receiver distance and therefore should be avoided as much as possible. One solution often used to mitigate these reflections is to apply radio frequency (RF) absorbing material to the antenna, its support or its site. Such material could however alter the antenna phase delay and, in turn, alter the position as calculated from the GNSS observations. We explain under which conditions the RF material will or will not alter the antenna phase delay, and hence in which conditions a re-calibration of the antenna is necessary after the installation of absorbing material. Furthermore, rules of thumb are given to install the material in such a way that re-calibration can be avoided. Some basic theory and measurements of the influence of RF material are reviewed. An application to a real life absorber setup similar to one of the International GNSS Service reference stations is then discussed, and the position offset due to the absorbing material is demonstrated. The topics discussed can serve station managers to limit effects of absorbing material and take precautions to avoid a position bias.     

改进的GNSS/水准点优化选择的逐步剔除法

GNSS/水准联测点的合理选择对GNSS高程拟合至关重要，剔除法是一种较好的优化选点方法，传统的剔除法是以高程异常拟合误差最小为目标函数进行优化选点，可能会出现选点不均匀情况。鉴于此，提出根据GNSS/水准点生成的泰森多边形面积大小进行优化选点，并在此基础上对传统优化选点的方法进行改进，即同时考虑高程异常拟合误差大小及由泰森法生成的多边形面积大小进行优化选点（称为综合法）。以1~3次多项式拟合模型为研究对象，实验结果表明，GNSS/水准点优化选择的综合法可在改善点分布的同时获得稳定性好、精度较高的高程异常拟合结果。     

小区域GNSS高程异常拟合方法研究

选取恰当的拟合模型是提高高程异常拟合精度的关键．本文利用湖南省新化县城区全球卫星导航系统（GNSS）和水准测量数据,采用反距离加权法、多项式插值法、径向基函数法、克里金插值法等多种曲面拟合方法进行高程异常拟合研究,并进行拟合精度评定．结果表明,径向基函数插值法内插精度最高,其中误差为±0.0158 m;局部多项式插值法外推精度最高,其中误差为±0.0104 m;综合来说,局部多项式插值法在县域尺度高程拟合中精度最高,本文研究结果对小区域GNSS高程拟合方法选取工作具有一定的参考意义.      

多系统卫星融合定位数据的稳定性和精度比较分析

论述GNSS多系统融合定位的数学模型、分析各项误差处理策略以及参数估计方法,基于日本东京海洋大学RTKLIB软件进行GPS、GLONASS、Galileo、BDS多系统融合定位试验,并分析其动/静态定位稳定性和精度。试验结果表明:GNSS多系统融合收敛时间与GPS单系统相比缩短30%~50%,定位精度与GPS单系统相比可以提高20%~50%。此外,在卫星高度截止角大于40°和不利观测环境条件下,单系统可见卫星数不足,从而导致无法进行连续定位,但多系统融合可视卫星可获得比较好的定位精度,在建筑物密集区、山区和卫星遮挡较为严重的恶劣条件下具有实际应用价值。     

整体式GNSS接收机多路径效应分析

探讨了GNSS接收机天线多路径效应的计算和分析方法,分别运用由多路径计算原理编制的数据分析软件和TEQC软件处理整体式GNSS接收机获取的数据,并进行对比分析,其结果说明多路径效应的大小与高度角存在线性关系。在实际数据预处理中,可通过分析软件代替TEQC,简单方便地获得站点的多路径信息,对站点的数据评定提供有效的质量信息。     

Development and testing of a new ray-tracing approach to GNSS carrier-phase multipath modelling

Multipath is one of the most important error sources in Global Navigation Satellite System (GNSS) carrier-phase-based precise relative positioning. Its theoretical maximum is a quarter of the carrier wavelength (about 4.8 cm for the Global Positioning System (GPS) L1 carrier) and, although it rarely reaches this size, it must clearly be mitigated if millimetre-accuracy positioning is to be achieved. In most static applications, this may be accomplished by averaging over a sufficiently long period of observation, but in kinematic applications, a modelling approach must be used. This paper is concerned with one such approach: the use of ray-tracing to reconstruct the error and therefore remove it. In order to apply such an approach, it is necessary to have a detailed understanding of the signal transmitted from the satellite, the reflection process, the antenna characteristics and the way that the reflected and direct signal are processed within the receiver. This paper reviews all of these and introduces a formal ray-tracing method for multipath estimation based on precise knowledge of the satellite–reflector–antenna geometry and of the reflector material and antenna characteristics. It is validated experimentally using GPS signals reflected from metal, water and a brick building, and is shown to be able to model most of the main multipath characteristics. The method will have important practical applications for correcting for multipath in well-constrained environments (such as at base stations for local area GPS networks, at International GNSS Service (IGS) reference stations, and on spacecraft), and it can be used to simulate realistic multipath errors for various performance analyses in high-precision positioning.     

车载移动测量系统方位角对比与分析

方位计算对移动测量计算具有重要的意义,本文通过移动测量系统的实测数据,分别在静态环境与动态环境下比较车载移动测量系统的惯性测量单元（IMU）、双天线及轨迹拟合方位角。结果表明：在静态环境下,双天线方位角精度高于IMU方位角的精度;在动态环境下,IMU方位角与拟合方位角在直线段处的表现较好,而在转弯处,双天线方位角的绝对精度更高。     

船载GNSS探测海洋水汽信息的影响因子分析

利用船载全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）方式探测海洋水汽含量,可丰富海洋水汽观测量和观测密度。利用印度洋航次试验实测数据,基于精密单点定位技术对海洋上空可降水份探测的精度问题进行了研究,主要分析了GNSS高程与可降水份之间存在的耦合关系,标定了动态GNSS的高程精度,分析了不同算法对可降水份估值的影响。结果显示:①固定解与浮点解、多系统与单系统对可降水份估算的影响不大,而不同软件、不同卫星星历和钟差产品对可降水份估算的影响较大,量级为2~4 mm;②高程与可降水份之间存在耦合关系,经初步估算,高程的均方根误差每增加24mm,则可降水份估值的均方根误差相应增加约1mm;③惯性测量单元垂荡值与精密单点定位高程结果之间的相关系数高达99%,二者的互差优于30mm,满足动态GNSS海洋水汽估计对高程精度的要求。