基于虚拟参考站的GNSS滑坡变形监测方法及性能分析

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)技术在大坝、桥梁、滑坡等形变监测领域应用广泛。针对传统监测方法需要架设基准站、导致监测成本增加的问题,提出一种基于虚拟参考站的GNSS变形监测方法,利用连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)观测数据,生成虚拟参考站(virtual reference station,VRS)代替实体参考站,实现高精度变形监测。利用中国云南省屏边苗族自治县约30处滑坡监测点进行实验分析,结果表明,当CORS基准站间距小于40 km时,双差对流层和电离层延迟模型内插精度优于10 mm,利用观测时长大于8 h的数据,可以实现平面精度优于5 mm、高程精度优于10 mm的形变监测。     

Wi-Fi辅助下附有高程信息的GPS定位

在城市峡谷地区,由于高楼大厦的遮挡,GPS可视卫星数量往往不足4颗,无法正常定位;另一方面,随着互联网的发展,城市中的Wi-Fi热点越来越多,而且现在的数码产品(如智能手机)除了具备GPS定位功能外,还可以利用Wi-Fi信号无线上网。在此背景下,研究了利用城市泛在的Wi-Fi信号辅助GPS定位的方法。首先利用Wi-Fi信号定位获得初始的经纬度,考虑到Wi-Fi信号在高程方向的分辨率比较差,因此将观测区域的平均大地高作为先验的高程,从而获得概略的三维位置信息;然后利用高程可获得模式下的三颗GPS卫星观测值来进一步定位。实验结果表明,在加入了GPS卫星观测值后,定位精度与Wi-Fi定位初始结果相比有了明显提高。     

IGS事后精密星历产品不连续性分析及处理方法

IGS的事后精密钟差产品采取以天为单位的数据处理策略,这导致在天与天之间的交界处卫星的钟差基准不连续。对需要进行跨天数据处理的精密单点定位用户,会发生基准跳跃的卫星模糊度在交界历元处不连贯,这无异于产生了一个无法修复的非整周的周跳,使得滤波需要重新收敛。详细分析了30d每颗卫星跳跃的量级以及对精密单点定位用户的影响,在详细阐述IGS钟差解算策略的基础上,分析了产生这种不连续性的原因,并提出了两种应对策略:1在IGS精密钟差产品中加入钟差基准跳跃信息供用户使用;2将钟差基准在多天连续估计。最后给出了这两种策略的数据处理结果,验证了两种方法的有效性。     

自适应Kalman滤波用于GPS层析大气湿折射率

在分析Kalman滤波层析方法的基础上,将基于指数渐消因子的自适应Kalman滤波方法用于层析大气湿折射率,并结合香港地区CORS网观测资料及探空气象观测资料进行了分析.结果表明,该方法能够长时间以较高精度反演湿折射率垂直轮廓线,较好地反映了大气的实际状况,有效避免了一般Kalman滤波可能出现的发散.     

组合观测值确定L1 & L2的模糊度的探讨

从组合观测值理论出发,研究了结合使用宽巷和超宽巷两组组合观测值推求短基线的整周模糊度的精度及其稳定性等问题,并利用自编的短基线数据处理软件程序进行了实验验证。实验表明,在短基线情况下,采取该方法求取的整周模糊度是可靠的,在观测值发生周跳的情况下,其基线向量的精度也不会有明显的降低,可在工程中推广应用。     

基于观测值域的GPS多路径误差应用分析

基于观测值域双差残差恒星日滤波方法消除多路径误差,利用事先计算的前一天观测卫星双差残差并进行去噪处理,根据各自卫星周日重复性改正到第二天对应时刻的双差观测方程中,得到剔除多路径误差后的"干净"双差观测值,最后解算基线信息。试验结果表明,与常规基于坐标域恒星日滤波相比,该方法在平面方向的精度可提高23%,且高程方向也有一定程度的提高。     

基于单差模糊度的 GPS／GLONASS 组合相对定位模型研究

采用频分多址技术(FDMA),GLONASS系统双差模糊度固定存在两个问题:不同卫星波长不一致,双差后不能保持模糊度整数特性;共视卫星频率不同,不同卫星之间存在大小不同的频间偏差(IFB)。传统的双差不能很好处理GLONASS相对定位模糊度固定问题。文中考虑将双差所涉及的两颗卫星的站间单差模糊度分别求解,不受共视卫星波长不一致的影响。同时采用参数估计法消除不同厂商接收机的频间偏差影响。试验结果表明采用文中方法可以正确固定GLONASS模糊度,并且达到与GPS相当的解算精度,GPS/GLONASS组合定位精度和可靠性也比GPS单系统有所提高。     

基于北斗三频的短基线单历元模糊度固定

采用三频观测值能组成更多波长更长、噪声较小的观测值;通过依次固定超宽巷、宽巷、窄巷模糊度,可以实现模糊度的快速固定。目前以TCAR、CIR为代表的方法均是基于无几何模型的方法,通过伪距直接求解相位模糊度;由于不同卫星模糊度各自单独求解,没有综合利用所有卫星的观测值信息。基于有几何模型,使用LAMBDA方法进行逐级模糊度固定,依次固定超宽巷、两个宽巷、两个无电离层组合窄巷模糊度,最后使用模糊度固定的两个无电离层组合进行最终基线解算。北斗实测数据验证表明,针对10km的短基线数据,采用本文方法可以实现100%的单历元模糊度固定的成功率。     

地基GPS网层析水汽三维分布数值积分新方法

针对传统层析方法的缺点,本文结合数值积分参数化方法,设计并实现了一种顾及地球曲率的水平与垂直方向分开插值的地基GPS网层析湿折射率三维分布方法,明显简化了垂直插值的运算,减少了层析实际观测方程中零系数参数的比例。利用美国Dallas地区CORS网实测GPS数据与气象数据,结合位于该区域的FWD探空站探空数据提供的湿折射率垂直轮廓线,验证分析了该方法用于实测数据的可行性及其精度。结果表明：相对于传统层析方法,新方法能够明显提高层析湿折射率垂直轮廓线的精度,与探空结果相比,新方法的RMS、误差分布均优于传统方法,而且垂直内插方法的精度也略高于复杂的三次样条垂直内插方法。