大鹏张双翼事业展翅飞

杨鹏飞,1957年3月生于湖北浠水,1980年1月毕业于湖北省气象学校,现任罗田县气象局局长、罗田县食(药)用菌协会理事长.自1984年担任罗田气象局领导工作以来,他审时度势抓调整,锐意改革创新业,     

泽当印象

告别藏东已五载,可萦回脑际的仍是那高耸的雪原的诱惑.一个偶然的机会,使我实现了重返高原的梦想.波音737把我带到了贡嘎机场,初夏的阳光分外明媚,呼吸的空气却颇有寒意.吉普沿雅鲁藏布江南岸东驶,公路弯弯曲曲,凹凸不平,可初次见面的念扎师傅轻车熟路,方向盘快速地转动.刚刚还是风和日丽,二十公里后却狂风怒号,沙尘扑     

CDMA+FDMA非差非组合区域PPP-RTKEI北大核心CSCD

为顺应多频多模发展趋势,PPP-RTK技术正逐步由传统的消电离层组合数据处理模式发展为非差非组合模式。现有非差非组合PPP-RTK研究多针对码分多址(CDMA)系统,而频分多址(FDMA)PPP-RTK受频率间偏差的影响难以实现。本文针对区域参考网,提出了一种CDMA+FDMA多系统非差非组合PPP-RTK模型,该模型能灵活处理多频多模两类信号体制的数据。为了实现FDMA PPP-RTK,本文利用整数可估理论保证了模糊度固定的严密性,该FDMA PPP-RTK模型适用于同款接收机的参考网。本文采集了香港地区连续运行参考网的GPS、BDS、Galileo、GLONASS数据进行试验,数据采样率为30 s。服务端结果表明,由于各产品之间高度相关,对组合产品进行精度评估是有必要的。组合卫星钟差、卫星相位偏差和电离层产品后,精度达到毫米级,满足用户精密改正的要求。用户端仿动态定位结果表明,GPS、BDS和Galileo单系统PPP-RTK分别在5、1和3 min实现了模糊度首次固定,定位误差收敛至厘米级。GLONASS组合GPS实现了首历元模糊度固定,定位精度比GPS单系统提升了9%、12%、14%(东、北、天3个方向)。BDS组合GPS同样能实现首历元模糊度固定,定位精度比GPS单系统提升了29%、22%、18%,额外加入Galileo观测值,定位精度进一步提升了12%、8%、16%。再加入GLONASS观测值,定位精度仍有小幅提升(4%、3%、8%)。     

论精密单点定位整周模糊度解算的不同策略

精密单点定位（PPP）一般基于非差GPS观测值,其中相位观测所含的初始相位偏差（Initial Phase Biases, IPBs）与整周模糊度不可分离,故各类PPP估值均为模糊度浮点解。目前,借助区域或全球GPS网分离卫星IPBs,改正PPP相位观测值,可实现PPP整周模糊度解算,进而提高各类估值精度,显著缩短收敛时间。常用算法包括：分解卫星钟差（分解钟差法）和非整相位偏差（非整偏差法）估计方法。本文从GPS原始观测值入手,推导了卫星IPBs估计的满秩函数模型,以此为基础对两种算法的特点及实施进行了对比分析。研究表明：分解钟差法是一种观测信息的最优利用,且与传统的卫星钟差估计方法具有较优的一致性,但未利用卫星IPBs较为稳定的有利约束;非整偏差法对组合观测值之间的相关性未加考虑,进而是一种次优估计,其实时性实施较差,且较依赖于高精度的码观测值。文中的新模型可有效克服上述两种算法的不足,便于施加部分参数的合理时变性约束,以提高卫星IPBs估计的可靠性。     

利用精密单点定位求解电离层延迟

近年来,高时空分辨率的全球导航卫星系统(GNSS)观测信号已成为电离层研究的重要资源.利用GNSS研究电离层,需首先将观测资料转换成包含电离层信息的可观测量(Ionospheric 0bservables,称之为"电离层观测值").目前,最常用的电离层观测值一般采用联合无几何影响组合的码和相位观测,利用相位平滑伪距方法...     

GPS接收机仪器偏差的短期时变特征提取与建模

卫星和接收机仪器偏差(Differential Code Biases,DCB)是利用GPS(Global Positioning System)研究电离层的两类主要误差源.由于所处的空间环境恒定,且可被全球跟踪站连续观测,GPS卫星的DCB具备长期稳定性和较高的估计精度.但针对各类型接收机而言,受测站环境、硬件设施等影响,其DCB可能会呈现明显的短期变化.精确地模型化接收机DCB的短期变化特征,将有助于提高GPS电离层产品的可靠性,以及基于这些产品反演空间和地球科学现象的准确性.采用零/短基线GPS数据,本文改进了提取和分析接收机DCB变化的现有方案.随后,本文推导了一种能直接估计接收机DCB的函数模型.当检验出接收机DCB的短期变化服从随机游走时,通过对比接收机DCB的直接估值与间接提取值之间的符合程度,可"试探出"过程噪声标准差的最优经验值.实验分析选用4台双频接收机(共形成1条零基线和2条短基线,间距最大为15m)多天的观测数据,主要结论包括:1)改进的接收机DCB提取方案能较好地克服低频伪距噪声和多路径效应的影响;2)针对零基线,其接收机DCB在各天内的变化量级小于1TECu,变化趋势则可采用过程噪声标准差为1.0~1.5mm的随机游走加以描述;3)对应于某短基线的接收机DCB在某天内的变化可达12TECu,当采用随机游走描述其趋势时,过程噪声标准差的经验值超过2mm.     

BDS/GLONASS非组合精密单点定位模型与算法

在GPS非组合精密单点定位(PPP)模型的基础上,针对BDS和GLONASS系统各自的特点,分别提出了适用于BDS和GLONASS系统的非组合PPP模型,并在此基础上构建了BDS/GLONASS联合处理的函数模型.新模型中考虑了BDS系统GEO卫星伪距长周期多路径效应引起的系统性偏差(BDS GEO Multipath Bias,BGMB),将其作为参数进行估计;另外,新模型中还考虑了GLONASS系统伪距频间偏差(inter-frequency-biase,IFB),将其参数化为卫星频率号的线性函数,并通过参数重组得到了满秩的函数模型和可估参数的形式.选取了2015年年积日200~230共一个月的11个MGEX跟踪站数据来验证新模型与算法的正确性和有效性,结果表明:将BDS系统伪距BGMB当作参数估计能够显著提高BDS单系统非组合PPP的收敛速度,并能减小伪距残差;通过线性函数来模型化GLONASS伪距IFB能够显著提高GLONASS单系统PPP的收敛速度,并能在一定程度上减小伪距残差;1个月BDS/GLONASS非组合PPP定位误差RMS在北、东、高三个方向分别为6.9 mm、9.1 mm和19.3 mm,表明提出的BDS/GLONASS非组合PPP模型与算法具有良好的定位性能.     

基于智能手机GNSS双频原始观测值的电离层延迟提取与分析

基于智能手机GNSS（全球导航卫星系统）观测值的研究主要集中于观测值质量分析和定位算法,在大气应用方面关注度则较为有限.本文基于全球首款支持GNSS双频信号的小米8智能手机和超短基线的Trimble Alloy测地型接收机,利用原始GNSS双频载波相位观测值,考虑连续历元间电离层变化较小从而进行观测值质量控制策略,评估了小米8智能手机电离层提取精度.研究结果表明：卫星高度角或载噪比较高的条件下,智能手机观测值可能依然是无效的,设置卫星高度角或载噪比阈值的方法进行质量控制不再适用.小米8提取的电离层延迟与测地型接收机呈现了很好的一致性,但其波动幅度略高于测地型接收机,提取精度优于0.2 TECU,表明智能手机GNSS观测值用于大气应用是可行的.     

非差非组合PPP-RTK:模型算法、终端样机与实测结果

智能驾驶、精密农业和无人机等新兴行业要求全球导航卫星系统(GNSS)提供更加快速、准确的导航定位服务。非差非组合PPP-RTK融合了精密单点定位(PPP)和实时动态定位(RTK)两者的优势,能灵活处理多频多模数据并实现区域广覆盖的快速高精度定位。然而,PPP-RTK仍处于技术研发阶段,产业化应用尚未完全成型。本文从理论到实践,构建了码分多址和频分多址非差非组合PPP-RTK模型,开发了相应的实时解算软件,并研制了一款终端样机。基于平均站间距为154 km的京津冀参考网估计的精密改正产品,将终端样机分别搭载在无人机、农机和跑车上,开展了实时动态定位试验。试验结果表明,PPP-RTK终端样机在3个场景下的模糊度首次固定时间分别为5、2和7 s,模糊度固定成功率分别为99.79%、99.14%和98.96%,水平和高程定位精度分别在1 cm和4 cm左右。试验结果证明了自研PPP-RTK终端样机能提供连续、可靠、高精度的定位服务。     

GNSS非差非组合精密单点定位的理论方法与应用研究

由美国GPS,俄罗斯Glonass,欧盟Galileo和中国“北斗”联合组成的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)现已广泛地服务于地球和空间科学领域。最优地融合各类GNSS的观测数据,以快速、准确地估计位置、速度、时间、大气等参数是当前和未来阶段的研究热点。为实现此目的,本文对精密单点定位（Precise Point Positioning, PPP）技术实施了一系列的改进,完善了其模型算法,弥补了其技术缺陷,拓展了其应用范围。本文的研究主线安排如下：完善标准PPP的模型和算法。自被提出至今,PPP技术较多地采用“消电离层组合”的非差伪距和相位作为基本观测量。在观测域消除电离层将放大多路径效应,且不便于约束电离层延迟的时空变化。为此,本文提出基于GNSS原始观测值的“非组合”PPP概念,以克服上述不足。其中,电离层延迟被作为一类待估参数,其短期变化被合理地模型化为随机游走过程。同时,顾及了卫星姿态异常对改正两类系统误差（即相位绕转和卫星相位中心偏差）的影响。与标准PPP相比,非组合PPP的收敛时间较短（特别是高采样率观测数据）,参数解可靠性更高。特别地,非组合PPP能提供准确的电离层信息,可作为利用GNSS研究电离层的一种新手段。丰富参考网的数据处理理论。与实时动态相对定位（RTK）相比,标准和非组合PPP存在一个共同的缺陷：无法实现整周模糊度固定,导致收敛时间过长。其根本原因在于,PPP的模糊度参数中吸收了卫星相位偏差,因此不再具备整周特性。为此,先后有研究提出利用全球或区域GNSS参考网估计卫星相位偏差,以用作PPP的额外改正信息。本文将现有参考网数据处理方法归纳为3类,推导了它们的模型等价性,并概括了它们的实施差异。特别地,本文详细地分析了3类方法的典型不足,如侧重于处理双频观测值,无法有效地提供电离层改正等,由此掣肘了它们在未来多频、多模观测条件下的适用性,同时也难以实现单频PPP模糊度固定。本文提出一种直接处理非差、非组合GNSS观测值的参考网函数模型,即非组合模型。为确保参数的可估性,采用S基理论识别了设计矩阵的列秩亏,以便于将部分参数定义为S基准,同时确保：1. 可估的（接收机和卫星）伪距和相位偏差仍均具备时不变特性;2. 可估的模糊度仍保留整周特性,互相独立且数量最多。在滤波实施中,当相邻历元所定义的S基准发生改变时,为确保滤波连续,还需要采用S转换对上一历元的滤波值实施等价变换。非组合模型具备处理不同范围（全球、广域和局域）参考网数据的能力。针对某类参考网,还可以灵活地处理单频、双频和多频数据。基于某局域网的双频GPS数据,本文利用非组合模型估计了卫星钟差、卫星相位偏差和电离层延迟,并重点考察了卫星相位偏差的稳定性和电离层延迟的内插效果。进而,分别验证了单频和双频PPP模糊度固定的效率和静、动态定位精度。此外,采用非组合模型分析若干零/短基线的双频GPS数据,估计了两台接收机的相对仪器偏差,并发现了其中较为显著的短期变化趋势,进而否定了有关接收机仪器偏差在1-3天内不随时间变化的一般性认知。概括而言,本文对PPP算法的研究紧扣未来多频、多模的应用需求,并确保能提供高精度的单频服务。从改善单测站PPP性能的角度出发,引申出一种更为实用的参考网数据处理模型,最终促进了单测站PPP模型算法的完善和应用范围的扩展。