GALILEO局域增强完备性监测网布设研究

完备性是飞机飞行安全的重要指标之一。我国在各种网的布设中一般只注重精度,而忽略了完备性。本文利用GALILEO模拟数据,在飞行轨迹固定的情况下,通过增减监测站的数量以及变换监测网的形状,计算飞机的精度和垂直保护水平(VPL),并分析飞机在不同监测网中精度和垂直保护水平的的变化规律,可以知道飞机在正方形网形的整体精度好于在其他网形中的精度,飞机在在正方形网形中的VPL虽大于在五边网形中的VPL,但两者相差很少。综合考虑,正方形网形是局域完备性监测网的最优布设网形。     

GNSS接收机自主完备性监测高级算法的有效性验证

针对RAIM的高级算法———ARAIM,使之应用于对GNSS完备性和生命安全要求更高的领域,基于GNSS实测数据对ARAIM算法下的垂直保护水平、精度、有效监测阈值、连续性风险进行了研究,并对ARA-IM算法下GNSS的可用性进行了评估。结果表明,相对于GPS系统而言,GPS/GLONASS系统下的垂直保护水平、精度、有效监测阈值、连续性风险及可用性完全满足LPV-200阶段的导航性能要求,验证了ARAIM算法在预测垂直保护水平、精度、有效监测阈值、连续性风险方面的有效性。     

GALILEO系统局域完备性监测设计与实现

根据GALILEO系统局域完备性概念和网络RTK的基本理论,建立导航系统局域网络完备性监测理论和算法。算法主要包括网络系统完备性算法和用户完备性算法,内容包括网络误差模型的建立、插值算法的选择、误差改正数完备性指标的计算、完备性指标的验证和用户保护水平的计算等。仿真结果表明,采用网络RTK技术和完备性监测算法,飞机的平面保护水平和垂直保护水平均小于完备性告警门限值,可以满足飞机Ⅱ类和Ⅲ类精密进近的完备性要求,为卫星导航系统在民航中的应用提供完备性理论基础。     

数字多影像摄影测量结合倾斜航空摄影在Alaska云下测量飞行进行冰河监测

通常对航空测量来说山区的"恶劣的天气"是正常情况。只有在异常好的天气的情况下垂直航空摄影才可以顺利进行。Alaska的沿海山地的天气严重地阻碍测量的进行。为解决测量飞行的条件远不及理想天气的难题,我们提出了一种方法,目前正联合USGS冰河学部门在费尔班克斯,Alaska进行实验。当前主要研究一种新的其实质相当于高山地形学的方法,高山地形学应用近景遥感方法利用低飞行轻型飞机进行数字倾斜航空摄影测量。目前利用专业相机和多影像摄影测量系统以倾斜航空摄影的方式可以提取DEM(数字高程模型),几乎任何敞开窗户的轻型飞机都可以进行这种倾斜摄影。由于采用这种方式飞机不需要直的飞行航线,可以自由的在目标区域上空和周围飞行。这样飞机就可以与空间目标十分接近,获得非常高精度,精度取决于目标的大小和目标与飞机的距离。更重要的是垂直摄影和"山脉飞行"在任何天气都能够获得数据。这种飞行方式对天气的限制条件很少,这一点与垂直航空摄影方式不同,垂直航空摄影要求碧空,无云,但空中强热流使得这些条件无法满足。尤其是针对海洋高山天气环境这种方法占有优势,由于天气条件造成的延误大大减少了。依赖目标区域位置,低空山谷内部和接近摄影目的地的飞行是垂直的。以这种方法云下飞行,并围绕目标且从目标的各个方向以获得测量图像。如果天气允许,可以使用垂直图像并且成为系统的一部分。通常精度与垂直航空相机水平和航摄员摄影水平有关。目前数字多影像摄影测量的自动表面测量的方法是可行的,并获得质量好的结果。相机与DGPS和INS的结合获得近似的相机位置,使得无需测量目标位置的地面控制点(GCP's)。     

光波测距中大气折射率零梯度的测定精度

本文进一步研究了近地面大气温度垂直梯度反转点时刻的预报及其规律，使理论公式表格化，并给出我国各地区经纬度间距为一度的气温垂直梯度反转点时刻。为了检验该预报时刻的精度，将我国不同地区的十五次观测结果进行比较，其中包括1984年和1985年在旧金山和武昌两次中美合作的试验资料，其结果不仅证明了在大气温度垂直梯度为零的时刻，近地面的大气温度能很好地代表测线温度；也证明了预报时刻的可靠性，达到了与国际上用飞机测定大气折射率的方法相同的测距精度。又利用各地气温垂直梯度反转点时刻与日没时间之差研究该时刻的变化规律，从理论上解释了我国地区近地面气温垂直梯度反转点时刻的规律与国外某些论点之间的“矛盾”。     

利用TrackRT进行GPS实时动态形变监测研究

在相对实时动态定位软件TrackRT的基础上进行二次开发,完善了数据流实时传输与解码,并设计了两组模拟地面运动的观测实验,分别对TrackRT水平向和垂直向上的内外符合精度进行了评定。结果表明,在观测数据质量较好的情况下,实时定位水平分量精度优于2cm,垂向分量精度优于4cm。     

海洋垂直基准及转换的技术途径分析

分析了不同海洋垂直基准面的含义及相互转换关系,研究了在高程基准和地球椭球面上表示深度基准面的实现途径,利用长期验潮站观测数据验证了不同时段平均水位和深度基准的确定精度水平。以南海为例,构建了深度基准面(L值)模型、正常高模型和大地高模型。分析和验证表明,长期验潮站的垂直基准可以实现cm级精度确定。更新和统一验潮站垂直基准确定,为海域垂直基准及转换模型提供了必要的基础条件。     

使用全站仪进行滑坡监测的精度分析

使用全站仪对滑坡监测是一种简捷有效的方法,本文对该方法做了简要介绍,以一个滑坡监测点某一期为例,分析了其水平位移点位中误差与垂直位移高程中误差的精度情况。滑坡监测点水平位移主滑方向精度主要受测站点与监测点的连线和主滑反方向夹角、水平角测量精度、测距精度、测站点与监测点的距离等影响。垂直位移高程精度主要受垂直角测量精度、测站点与监测点的距离、测距精度、仪器高测量精度影响,分别推导了误差公式,并进行了量化计算,验证了各项因素的影响程度,可为相似工程提供有益参考。     

单点定位中一种载波相位平滑伪距方法

针对伪距单点定位精度低,定位结果发散等问题,该文提出一种基于卫星高度角的卡尔曼滤波相位平滑伪距方法。基于该方法利用载波相位信息对C/A码伪距进行平滑,并用最小二乘法求解用户位置。通过实测的静态和动态数据验证了该方法的可行性。结果表明:和最小二乘法比,该方法定位结果更加平滑,一定程度上提高了伪距单点定位精度。其中,静态定位水平精度提升了20.7%,垂直精度提升了15.7%,三维精度提升了16.8%;动态定位水平精度提升了27.8%,垂直精度提升了20.8%,三维精度提升了21.2%。     

永兴岛基准站的绝对重力测定

主要描述了FG5绝对重力仪在永兴岛基准站测量的实施过程,重力垂直梯度和水平梯度的测定方法、结果及精度统计,永兴岛基准站绝对重力最终结果的测定精度为4.69×10-8ms-2。     

GALILEO系统完备性指标SISMA的计算和分析

利用GALILEO全球监测网络和中国地壳运动监测网络分别对GALILEO系统完备性指标SISMA进行仿真计算。结果表明,全球完备性监测SISMA结果不稳定,随地理位置的变化较大,不能满足局部地区的生命安全服务要求;利用适当布设的局域监测网络进行的SISMA局域监测数值稳定,变化较小,结果明显优于全球SISMA监测结果,可以满足生命安全服务要求,可信度达到100%。在我国进行局域SISMA监测,是对全球完备性监测进行的有效和必要补充,提高系统的可用性和定位可信度。     

新的区域电离层模型及单频长基线精度分析

电离层延迟是影响GPS精密定位的主要因素,对单频接收机的影响尤为明显。介绍了一种新的基于区域双频观测网构建电离层模型的方法,并选取德国境内平均基线超过300 km(最长基线为461 km)的一个长距离观测网连续10 d的数据对模型进行了检测分析。实验证明,基于该电离层模型,网内单频接收机用户可获得接近双频观测数据的解算精度,即使对于200 km的长距离基线,单频数据的基线解算结果都能够达到平面方向6 mm,高程方向2.5 cm。区域电离层延迟模型构造方法可被有效应用于GPS、GLONASS和GALILEO等各类卫星导航定位系统,满足事后、实时或准实时单频接收机精密数据处理的需要。     

利用高精度GPS定位技术建立我国陆海垂直运动监测网

海平面变化是全球变化的重要监内容之一,但验潮站资料同的仅是海平面对于验潮站所在地块的相对变化。本文提出利用高精度ＧＰＳ定位技术建立陆海垂直运动监测网监测海平面绝对变化的方法和原理,并对监测基准物稳定性及所能达到的精度进行了讨论,最后提出了建立我国陆海频繁垂直运动监测的实验方案。     

GALILEO系统仿真与分析

本文着重阐述了GALILEO仿真系统星座和误差模型的构建过程,利用该系统进行DOP值分析并通过定位解算验证了GALILEO系统的性能指标。通过与GPS系统性能指标进行比较,得出GALILEO系统的星座设计具有较好的DOP值分布特性,定位精度优于GPS定位精度。在进行差分定位时,其误差贡献比较大的是接收机噪声和卫星钟差,因此提高差分定位的关键是降低接收机的噪声水平和提高卫星钟差预报精度。     

高速滑轨控制测量网的建立及精度评估

针对火箭滑橇轨道准直度精密测量任务,该文分析了工程建设初期利用传统控制网布设方案存在的缺陷与不足,并提出了三级轨道控制网设计思想。首先选择高精度的一级控制网点,然后将控制网由原来的直线等距布设调整为面域均匀布设,最后将控制网布设方式由直线布设调整为东西对称布设,建立了高速轨道平面控制网的精度估算模型,分析了优化控制网的网点精度。结果表明:改进布网方式能够较好地实现对横、纵两个方向的精度控制。     

二塘沟水库施工控制网平面坐标系的建立和观测

通过对二塘沟水库库区地理位置的分析,得出该地区每公里变形值较大,为满足施工放样精度及业主建设水库的进场公路和下一级水库规划使用的要求,根据二塘沟现有的测绘资料,建立了二塘沟水库施工控制网平面坐标系。采用三等GPS网进行观测,通过统计测量精度,得出该测量精度高等优点。     

陕西地区垂直形变分析

利用中国陕西地区三期国家一等水准网的平差成果、两期二等水准网成果、两期陕西省高程控制网成果、两期全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）大地控制网成果、陆态网络等工程连续运行基准站及流动站成果、地理国情监测成果,分析陕西地区最新垂直运动趋势。结果表明:GNSS垂直运动与水准垂直运动趋势整体一致;20世纪70年代至2018年,关中平原垂直运动呈下降趋势,关中平原周边山区及高原垂直运动呈上升趋势;陕北地区地壳垂直运动总体上呈现上升趋势,平均上升速度约为4 mm/a;关中平原总体呈下降趋势,下降最大速度为6 mm/a;陕南地区也呈上升趋势,平均上升速度约为3 mm/a;陕北、西安局部区域的不均匀地面沉降灾害严重。     

GPS测定坐标转换至地方坐标

GPS测量得到的是WGS-84中的地心空间直角坐标，而工程施工中通常使用地方独立坐标系，要求得到地方平面坐标。平面转换模型原理简单，数值稳定可靠，但只能适用于小范围的GPS测量。空间转换模型可用于大范围GPS测量，分为七参数转换和三参数转换两种。鉴于北京54坐标的大地高通常不能精确已知，对这两种参数转换方法得到的平面坐标的精度进行了比较，得出大地高精度主要表现为对高程的影响，对平面坐标影响较小的结论，同时，还讨论了七参数与三参数对转换结果的影响。     

基于测量机器人的隧道变形自动监测系统的设计与实现

文章结合工程实例介绍了基于测量机器人(TCA2003全站仪)开发的隧道变形自动监测系统的功能特点。分析了系统在南京地铁变形监测中的应用情况和精度。实际应用表明,系统测量效率高,数据传送准确无误,自动测量成果无论在平面或是高程方面都能达到很高的精度。在实际应用中取得的良好效果,可为同类工程的提供技术参考依据。