不同对流层模型对GPS定位结果的影响

对流层延迟是GPS测量的主要误差源之一,低高度角卫星的对流层延迟影响更为严重.介绍对流层延迟对GPS信号的影响和改正方法,分析现有对流层模型的优缺点和适用范围.通过试验比较各模型在不同高度角范围的改正效果,及其对GPS定位精度的影响,得到一些有益的结论.     

基于无几何电离层滤波模型的北斗三号系统相位周跳与中断修复方法

高精度位置服务依赖模糊度正确固定的载波相位观测值,而复杂环境的相位周跳和中断给模糊度固定和数据处理带来了巨大挑战。北斗三号系统向全球播发四频和五频信号,为提升周跳处理性能提供了机遇。本文建立了探测多频超宽巷周跳的伪距-相位无几何组合模型,以及探测窄巷周跳的相位-相位无几何组合模型,并以周跳探测成功概率最大为准则确定了多频最优超宽巷和窄巷组合。由于电离层延迟制约了数据中断和电离层变化剧烈情况下的窄巷周跳探测,进而建立了顾及电离层延迟的窄巷周跳探测滤波模型。试验结果表明,对30 s采样间隔,基于无几何组合模型探测周跳的成功率均优于96%;对于3 min的数据中断,基于无几何组合模型的周跳探测成功率仅为70%,但补偿电离层延迟的滤波模型将成功率提升至95%以上。     

时间相关观测的几种动态数据处理方法

现代大地测量数据中往往存在时间相关性,忽略观测值时间相关性会影响参数估值的精度和可靠性。因此,本文研究了几种时间相关观测的动态数据处理方法。首先,对观测值时间相关性的处理方法进行了扩展和统一。利用极大验后估计原理,提出了第3种思路,并在无历元公用参数和有历元公用参数两类模型下,详细推导了去相关变换法、差分变换法和极大验后估计法这3种思路的动态解,并对它们的特点和等价性进行了论证。其次,为了平衡实际应用中的解算效率且同时有效顾及时间相关性,利用自相关函数表达时间相关性,导出了相应退化形式。最后,通过GPS实测数据验证了本文理论公式的正确性和实用性。     

纳伪概率可控的四舍五入法及其在RTK模糊度固定中的应用

RTK模糊度固定通常采用序贯四舍五入方法,该方法只固定能可靠固定的部分模糊度,因此控制四舍五入的纳伪概率是实现RTK可靠性的关键。从含多个备选假设的假设检验理论出发,研究纳伪概率可控的四舍五入方法,根据风险水平和实数解的质量自适应地确定四舍五入取整区域,从而有效地控制整数固定的纳伪概率。并结合GNSS应用中两种特殊情况,发展两种简单实用的应用策略。采用基线长94.6 km的CORS站GPS双频数据进行网络RTK模糊度固定试验,分析本文纳伪概率可控的四舍五入方法的效果。结果表明,纳伪概率可控的四舍五入方法的固定率与传统四舍五入方法的固定率相当,且较传统方法更能有效地控制纳伪概率,提高整数解的可靠性。     

多类重力场模型的精度分析及联合确定GPS点正常高的方法

针对模型尺度参数ae对高程异常计算的影响进行数值分析;利用各模型位系数方差信息及区域高精度GPS/水准数据分析国际上新近公布的ITG-GRACE2010S、AIUB-GRACE03S、EIGEN-6C、GOCO02S、DIR_R3、TIM_R3、SPW_R2、gif48以及EGM2008多类重力场模型对应不同谱域的位系数精度;提出采用简单谱组合方法和加权谱组合方法来提高高程异常的计算精度.在试验区域,计算结果表明,各模型的中低阶(约135阶)位系数整体精度要优于EGM2008模型,gif48和EIGEN-6C模型的整体精度均优于同阶次的EGM2008模型,简单谱组合方法和加权谱组合方法均能提高区域模型高程异常精度.     

GPS/Doppler导航随机模型的移动窗口实时估计算法

引进时间遗忘因子和观测冗余度因子,有效地平衡移动窗口内不同时刻的观测数据及其冗余情况对单位权方差估值的贡献,改进单位权方差的移动开窗实时估计算法.采用载噪比模型确定观测权阵,等价权抗差估计方法处理粗差.实测车载GPS/Doppler数据的处理结果表明:采用本文算法显著提高GPS/Doppler的导航精度与可靠性.     

大角度三维基准转换的解析封闭解

传统大地测量应用中的基准转换往往涉及小角度旋转,可只考虑旋转角的一阶量采用线性化方法求解。现代空间测量技术成果应用的基准转换涉及大角度旋转,通过将旋转矩阵所有元素作为未知数并利用旋转矩阵正交条件采用附约束条件平差法迭代求解。本文以空间三维基准转换为例,采用多元模型的矩阵形式将多点坐标组成矩阵处理,并利用旋转矩阵的正交条件导出了大角度三维基准转换的解析分步解。同时引入两套公共点坐标误差对传统三维基准转换模型扩展,导出了同时顾及两套公共点坐标误差的大角度三维基准转换模型的解析解。试验表明:给出的大角度三维基准转换解析解能在实现与传统迭代解等效转换结果的同时,有效避免复杂耗时的迭代计算,提高计算效果。     

方向观测值的相关性研究

测量数据处理往往认为方向观测值间是相互独立的,但相近的仪器设备、观测环境和观测人员决定了方向观测值间应该存在一定的相关性。假设同一测站只有相邻的方向观测值相关,构造初始方差-协方差矩阵,根据方差-协方差分量估计算法估计相邻方向观测值间的验后相关系数。通过大量实测数据计算表明,相邻方向观测值之间存在着相关系数约0.2的正相关。     

中长基线三频GNSS模糊度的快速算法

通过研究三频最优组合观测值,分析制约中长基线三频模糊度快速解算的主要因素是残留对流层延迟.在此基础上,提出一种中长基线三频模糊度快速解算新方法,该方法先以较高成功率快速固定两个超宽巷模糊度,然后用这两个模糊度固定的超宽巷组合与任一窄巷组合构成无几何误差和无电离层延迟的新组合.由于该组合只受随机噪声的影响,通过对多历元浮点模糊度平均值舍入取整即可准确地固定中长基线的窄巷模糊度.最后基于GPS双频观测数据生成的三频数据,验证了本文观点的正确性和新算法的有效性.