多核环境下的GNSS数据并行处理研究

多核处理器已成为当前通用计算机体系架构的主流,相应的多核并行计算技术及其应用引起了越来越多的重视,而传统的GNSS数据处理程序都是针对单处理器体系架构编写的。本文对当前多核环境下多时段或者多测站的GNSS数据处理所涉及的计算密集型任务并行算法进行研究,分析了GNSS数据处理涉及的热点计算任务,提出基于分块理论的矩阵乘法运算、矩阵分解运算等数值计算并行方法,对比了单核和多核环境下的计算时间。通过多个算例验证多核并行设计方法的有效性,利用.NET4.0框架下的Parallel Extensions实现相关并行设计。实验结果表明,GNSS数据处理的多核并行计算能充分发挥多核体系带来的性能优势,极大提高资源利用效率和GNSS数据处理效率。     

全球电离层模型的分布式并行解算

为满足GNSS数据处理效率不断提升的需求,提出并开发了一套分布式并行计算框架,并基于该框架实现了全球电离层模型的分布式并行解算。采用2台服务器和4台台式机,对全球电离层建模分别测试了单机多线程、多机分布式等并行计算方案,并分析了不同方案建模的数据处理效率。结果表明,采用多线程并行计算可以大幅提高数据处理效率,且当开启线程数与计算机CPU核心数一致时效率提升最佳;采用多机分布式并行计算可进一步提高数据处理效率,使用4台台式机相对于单台台式机解算时间减少约60%,使用2台服务器相对于单台服务器解算时间减少约18%;采用分布式并行计算方案,可充分利用多台计算机资源来提高全球电离层建模效率,对电离层产品快速发布、建模算法的测试等具有重要的意义,对多系统GNSS精密定轨与定位、大网解算也具有很好的参考价值。     

实时GNSS数据流管理平台的实现及应用

随着互联网技术的发展,利用互联网将观测站的实时GNSS数据高速传输给数据处理中心,可以打破GNSS数据事后处理的传统模式,从而实现GNSS数据的实时处理。对于数据处理中心而言,具备实时GNSS数据流管理功能的软件平台就显得尤为重要。本文主要对自主实现的实时GNSS数据流管理平台软件的实现及应用进行了介绍。该软件采用C/S框架设计,实现后端服务与前端用户界面相分离的效果,可通过网络与观测站建立连接来获取实时GNSS数据流,支持TCP/IP通信协议及NTRIP通信协议,支持解码RTCM3.X、BINEX等多种数据传输格式,能够汇聚分布在各地的观测站的GNSS数据,为后续的数据实时处理工作提供数据支撑,并在我国所发起的国际GNSS监测评估系统建设中得到应用。     

GNSS在线数据处理系统在工程控制网中的应用与分析

介绍目前几个主要的GNSS在线数据处理系统,着重利用其中5个GNSS在线数据处理系统对某工程控制网的观测数据进行多个方案的处理;对处理结果进行对比分析,检验其内符合精度;再利用框架和历元转换理论和方法,将多个系统处理获得的不同ITRF框架下2011即时历元的观测点坐标转换归算到CGCS2000坐标下进行对比,结果表明:GNSS在线数据处理系统完全能够满足工程控制网的数据处理、精度要求以及成果提交等需求。     

多频多模GNSS高精度定位关键技术与挑战

高精度全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）定位技术拓展了位置服务行业的纵深发展,在智慧城市、智能交通和无人驾驶等领域得到了广泛应用,是当前卫星导航领域的热点。梳理了GNSS定位技术的现状和发展脉络,阐述多频多模GNSS高精度定位所涉及的整数模糊度固定、函数模型和随机模型融合等共性基础理论,介绍提升GNSS定位性能的非模型误差处理以及周跳探测与数据中断修复等关键技术。依托基础理论和关键技术的创新成果,介绍了同济大学GNSS团队近年来发展的4种多频多模GNSS高精度定位应用新技术,并展望了未来以GNSS为核心的高精度定位技术的发展趋势及其挑战。     

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。     

T BC 软件在数据处理中的应用

针对TBC软件在GNSS数据处理方面的应用问题,以及对TBC数据处理精度与可靠性分析的需要,利用TBC进行GNSS数据导入、质量检核和成果分析等方面,通过与传统的GNSS工程控制网数据处理软件——TGO进行基线解算、质量检核和网平差等方面的比较,取得在数据处理精度和质量检核方面的差异。文中给出利用该软件进行工程控制网数据处理有效实用的作业方法,并认为TBC软件完全满足GNSS工程控制网数据处理的精度与可靠性要求。     

北斗数据质量分析软件设计、实现与分析

数据质量分析是全球卫星导航定位系统（global navigation satellite system, GNSS）数据处理的重要内容,也是保障北斗自动化变形监测等工程应用服务质量的技术基础。本文设计实现了北斗数据质量分析软件BDQA(BeiDou Quality Analysis),并验证了其处理能力。结果表明,BDQA软件处理效率较高,并行处理BJFS等10个国际GNSS服务组织（International GNSS Service, IGS）跟踪站24 h数据的耗时为15 s。在软件可靠性方面,以贵州汪官水库7 d观测数据为对象,BDQA处理水平与Anubis相当,两者处理结果的一致性较高。在实时处理方面,对汪官水库数据采用4 h解模式进行了处理,结果表明该水库北斗数据质量较高,MP2、MP6数值上均小于10 cm,且相对稳定,MP2、MP6时间序列的标准差均小于1 cm,这也反映了该水库北斗测站的观测质量满足高精度、自动化变形监测的实施要求。     

大型GNSS观测网的并行计算

CGCS2000精化及其全球拓展需要采用最新的模型,处理长期积累的大型GNSS观测网数据,大型GNSS网联合、快速和协同解算是空间基准精化、维持与服务的重要技术方向.在大数据技术背景下,以并行计算、云计算为代表的高性能计算技术逐渐成为大规模数据处理的首选方法.针对海量、多源、异构GNSS数据在解算处理与平差分析等方面面...     

基于开发板和GPRS无线数据采集与传输的GNSS技术研究

随着卫星导航定位系统和计算机网络技术的发展,GNSS实时测量与数据传输成为GNSS技术广泛应用的前提。本文以STM32F103RET6开发板为硬件基础,设计了一套以GNSS数据实时采集终端、GPRS网络数据传输和数据处理中心为核心的GNSS数据采集与处理系统。通过实验,验证了该系统的正确性与可靠性。     

GNSS控制网方案优化与数据处理分析

GNSS布设平面控制网已在工程项目中得到广泛应用。获得满意的平差结果的前提条件为:①高质量的基线数据;②约束GNSS控制网的已知点精度足够高,使得GNSS控制网的整体精度不受已知点约束而有明显改变;③优化的平差方案;④科学严密的平差模型。通过对某项目GNSS控制网的布设进行优化设计,并利用不同软件对观测数据进行处理分析,总结了GNSS控制网方案优化与数据处理的有效方法。     

我国高精度地心坐标框架确定方法研究

基于我国现有国家GNSS连续运行基准站数据资源,提出了实现我国区域地心坐标框架的方法,重点解决了数据处理过程中分区处理的方法和策略。首次提出了将国家基准站分成7个区域进行单天解处理,再进行联合平差的策略,以获得高效、快速的数据处理结果。将区域结果与全球结果进行联合平差,给出选取全球和我国区域框架点的原则,在此基础上对单天解解算结果进行坐标参考框架转换,得到稳定可靠的全球和区域解结果,实现我国地心坐标框架的精确确定。     

大规模全球GNSS网云计算方法与应用

正全球卫星导航系统进入了空间段超过100颗导航卫星和多系统多频、地面段上万个全球分布的参考站的时代,GNSS网的规模不断扩大。大规模全球GNSS网提供了丰富的计算资源,但数据处理面临巨大的挑战。针对高效率需求以及未来云化和微服务等应用场景,本文采用以云计算为代表的新方法和技术对大规模全球GNSS网数据进行高效处理,并提供云服务,主要成果如下。     

多系统GNSS观测数据质量检测与分析

在全球卫星导航系统的研究和应用中,高质量的GNSS观测数据能为后续的数据分析和处理提供可靠的保障。以iGMAS和MGEX跟踪站采集的四系统多频点观测数据为研究对象,从数据处理角度深入分析了数据质量评估的相关指标,并按照不同系统间的频点差异,对各类型GNSS采集设备进行了对比分析。     

江西省现代大地基准完善GNSS大地控制网数据处理

主要介绍江西省现代大地基准完善GNSS大地控制网数据处理流程和方法,并对其精度进行评定;利用了国家GNSS连续运行站成果,通过数据处理获取了高精度、与国家基准相一致的江西省GNSS大地控制网点成果;并获取了ITRF2008框架、2016.089历元的平均瞬时历元成果。     

子网划分在大规模GNSS基准站网数据处理中的应用

基于大规模GNSS基准站网数据处理中的相关理论和技术,介绍了高精度数据软件及精密数据处理方法,以江苏连续运行参考站网(以下简称江苏CORS)为例,探讨分析了子网划分策略的可行性,给出了适用于大规模GNSS基准站网数据处理的原则,并将其结果与整体平差进行了比较分析,对大规模GNSS基准站网中子网划分方法提出了建议。     

GNSS超大规模控制网数据处理技术探讨

以河南省国土资源厅农村集体土地登记发证省级专项工作"控制测量"项目工程的数据处理为实例,详细阐述了GNSS超大规模控制网的数据处理技术及方法;对覆盖全省域的超大D级GNSS控制网的方案设计、网布设、数据采集、工序衔接、数据检验分析、平差处理等关键技术的处理,进行了全面的总结分析,以供大家分享。     

TEQC在沿海GNSS业务化观测中数据质量分析的应用

利用TEQC软件的批处理检核了沿海CORS站的数据质量,得出GNSS业务化观测站选址稳定、质量可靠的结论,为后续精密数据处理提供参考,同时可对太阳风暴当天沿海CORS站的数据质量可及时进行分析处理.     

ITRF2014框架下地面沉降GNSS数据处理方法研究

2016年1月,最新版本的国际地球参考框架-ITRF2014发布,目前IGS发布的精密星历以及卫星和GNSS天线的天线高改正数据也是基于ITRF2014的,在新的国际框架下利用GNSS严密的分析地面沉降势在必行。本文利用国内某地面沉降严重地区的GNSS数据,基于ITRF2014、瞬时参考历元,详细介绍了利用GNSS分析地面沉降的数据处理方法,并利用框架转换参数、参数年变化率及转换模型,将成果转换至已有资料的相同基准,分析比较重合点,获取点位年变化量,以便后期对沉降严重地区密切的监测,对今后利用GNSS高精度分析地面沉降具有重要的指导意义。     

北斗/GNSS全球增强系统关键问题研究及服务性能分析

北斗/GNSS多系统全球实时增强服务是目前可提供大范围高精度位置服务的有效手段.随着导航星座卫星数增量发展及对更高精度位置需求的不断深入,对多系统融合数据处理带来了巨大挑战,亟需针对不同系统特点,设计多GNSS全球实时高时效增强信息估计技术并解决不同系统在终端层的信号差异,以提升用户高精度应用性能.论文围绕北斗/GNSS全球实时增强服务关键技术,重点研究了测距信号码片形状失真造成的接收机端星间码偏差(ISCB )及精密钟差产品零值偏差问题,提出了高精度数据处理中多系统星间码偏差模型算法,实现了多GNSS全球实时高时效增强信息估计技术,开展了北斗二号卫星融合三号卫星提供全球高精度增强性能原型验证.