基于经验模态分解的GPS基线解算模型

非建模系统误差是影响高精度GPS基线解算精度的一个重要因素,文章给出基于经验模态分解的GPS基线解算模型,有效消弱系统误差对基线解的影响。在现有经验模态分解理论的基础上,定义经验模态分解的多尺度分解与重构结构,并由此给出基于经验模态的系统趋势分离模型,依据累积标准化模量的均值随尺度的变化确定系统误差与噪声分离尺度的选择标准。给出基于经验模态分解的GPS基线解算的技术路线,首先计算GPS相位双差观测方程的浮点解残差序列,分离出系统误差并用于修正GPS双差观测值,重新计算双差浮点解,采用Lambda算法固定整周模糊度,计算固定基线解,从而消弱系统误差对基线解算的影响,提高基线固定解的可靠性。并采用实测GPS数据验证模型,F-ratio指数与W-ratio指数表明系统误差消弱后,基线固定解可靠性得到明显提高,重新计算的残差序列表明系统误差得到很好的消弱。     

GPS短基线精化解算方法比较分析

为了提高单频GPS短基线解算的精度,削弱非模型化误差对于解算的影响,引入了小波分析和经验模式分解法(EMD)对原始双差观测值进行滤波消噪。利用实验数据评价了小波函数和EMD在信号消噪方面的能力。结果表明:EMD和小波方法均能够起到噪声分离的作用,但EMD比小波方法更直接,且不受小波基选择和分解层数的影响。     

GPS形变监测网基线处理中系统误差的分析

分析了高精度GPS形变监测网基线处理中系统误差产生的原因，分类及其对基线处理的影响，并在此基础上提出消除和削弱这些系统误差影响的一些原则和算法。     

一种Partial EIV半参数模型的系统误差处理方法

在使用总体最小二乘求解参数时,若观测值中包含系统误差,此时得到的参数估值则会受到系统误差的影响,从而得到不可靠的解,因此必须削弱系统误差对参数估计的影响,以获得相对可靠的解。本文提出在partial errors-in-variables （Partial EIV）模型的基础上给观测值增加非参数部分（系统误差）,从而构建Partial EIV半参数模型;基于补偿最小二乘准则进行公式推导,并分别通过选取适当的正则化矩阵及通过L曲线法确定平滑因子。通过算例结果分析表明,与传统方法相比,本文的方法在一定程度上能够削弱系统误差的影响,得到更为可靠的参数解,从而验证了该方法的有效性和可行性。     

GPS载波相位观测值随机模型的比较研究

本文系统介绍了等权模型、高度角模型、信噪比模型(SIGMA-ε)、验后估计模型(MINQUE)等4类随机模型,针对不同长度的基线,对比和分析了利用不同随机模型得到的载波相位双差残差序列、整周模糊度固定的可靠性和速度以及基线向量解。结果表明:对于系统误差较小的短基线,验后估计模型(MINQUE)和信噪比模型(SIGMA-ε)优于其他两种模型;且随着基线长度的增加,系统误差对MINQUE模型的影响较其他模型更为显著。     

一种提高单历元解算大高差短基线精度的方法

单历元基线解算可以避开传统基线解算中周跳探测等复杂的数据预处理过程。但是当两站高差较大时,即使是短基线,通过双差技术也不能充分消除对流层延迟,且残余对流层误差对单历元基线解算的影响较大,定位精度无法达到毫米级水平。针对以上问题,该文提出了采用半参数广义补偿最小二乘对大高差短基线进行单历元解算,削弱残余对流层误差影响的方法。实际算例表明,与常规的最小二乘法相比,该方法能很好地分离GPS残余对流层误差,各方向定位精度能达到毫米级水平。     

VLBI、卫星网和地面网联合平差的数学模型

本文同时顾及地面网尺度系统误差和卫星网尺度系统误差对各自网点坐标的影响,对联合平差中常用的两种7参数转换模型:Bursa模型和Molodensky模型进行了分析比较,在此基础上,提出了一种新的7参数转换模型;建立了甚长基线(VLBI)、卫星网和地面网联合平差的数学模型,并用模拟数据进行了数值分析,得到了一些有益结论。     

联合平差中大地网定向和尺度系统误差的影响和分离

本文从地面大地网的定向、尺度系统误差的定义及对坐标的影响关系出发,分析了这些系统误差与地面网、卫星网之问转换参数的关系,推导了系统误差对转换参数的影响公式。在此基础上,提出了转换参数的区域性问题,并提出了分离区域性定向误差与尺度比参数的联合平差模型。     

利用序列平均的高精度GPS基线解算模型

系统分析了改进随机模型和改进函数模型两类GPS基线解算模型的优缺点,在此基础上,提出了一种基于序列平均的高精度GPS基线解算模型,即采用动态单历元技术进行静态基线解算,充分利用多路径效应的低频特性,采用小波变化理论,对坐标序列进行多路径效应的去除,提取低频残差项进行序列平均,得到基线向量解。同时,以动态坐标序列为依据,对出现粗差历元或者卫星进行处理,有效弥补了仅采用残差序列进行粗差判断的不足,提高了基线解算的精度和可靠性。实验表明,新模型可以更为有效地削弱多路径效应的影响,而且对于较短的观测时间尤为突出;结合坐标序列和残差序列,能更为有效地进行粗差的探测和去除,提高基线解的精度和可靠性。     

点质量融合模型的海空重力数据延拓分析

针对无高质量的数据对传统的虚拟点质量模型对重力数据改正时，易受系统误差影响及解算不稳定的问题，该文将海空重力数据中的系统误差用非参数分量表达，对点质量模型进行改进，建立了虚拟点质量的半参数模型，引入核估计方法，利用偏残差估计方法，进行三步拟合估计，得到了系统误差和点质量参数的估计值。在分离系统误差的基础上，引入正则化方法改善病态，将建立的模型与正则化方法相结合，建立了综合半参数核估计和正则化方法的点质量融合模型，可在无外部重力时估计系统误差，同时完成多源数据融合。基于EGM2008位模型产生海空重力异常数据，采用线性项和周期项系统误差进行仿真实验，结果表明改进后的点质量模型能够有效利用外部数据，在改善病态和分离系统误差方面提升精度效果明显。并以北卡罗来纳实测海空重力异常数据验证该文方法的有效性，结果表明在无外部数据时，该文方法能有效地分离系统误差，并且精度与引入外部数据改正后的正则化方法相当。     

动态变形监测多路径实时修正模型研究

多路径效应是GPS高精度实时动态变形监测中的主要误差源,通过经验模态分解方法对三维坐标序列进行多尺度分解和重构,提取作为趋势项的多路径模型;并利用多路径效应的周日强相关性特点,对第二天动态坐标进行多路径效应去除,得到削弱多路径效应后的坐标序列。研究结果表明,多路径效应削弱后的坐标序列稳定性明显增强,坐标的精度明显提高。     

多波束测深数据系统误差的削弱方法研究

在多波束数据处理中，系统误差一般很少被顾及，部分文献采用两步滤波法削弱了系统误差的影响，但所建模型的可靠性较差。半参数(非参数)法在系统分析了测深数据系统误差来源以及各误差源间相互比例关系的基础上，对系统误差进行分解，确定系统误差各贡献成分的函数模型；根据估计点位，结合已确立的模型，计算各贡献成分对系统误差的贡献量；综合各贡献量，获得估计点深度的系统误差，进而在原始深度数据中消除系统误差的影响。     

基于消参数双向Kalman滤波的GEO卫星定轨

基于Kalman滤波定轨的基本原理,本文针对GEO卫星定轨中的系统误差,提出了消参数双向Kalman滤波定轨方法,给出了该方法的状态模型和观测模型,并推导出解算公式.最后以卫星钟差为例,分别对常数项、线性变化和二次多项式形式的系统误差进行了模拟计算,结果表明:该方法能有效削弱系统误差的影响,提高了定轨精度,并能较好地估...     

海洋测绘

CH20041630多波束测深数据系统误差的削弱方法研究 =Weaken Systematic Error in Depth Data of MES/赵建虎,刘经南,阳凡林(武汉大学测绘学院)∥武汉大学学报·信息科学版．-2004,29(5)．-394-397 在多波束数据处理中,系统误差一般很少被顾及,部分文献采用两步滤波法削弱了系统误差的影响,但所建模型的可靠性较差。半参数(非参数)法在系统分析了测深数据系统误差来源以及各误差源间相互比例关系的基础上．对系统误差进行分解,确定系统误差各贡献成分的函     

地基GPS区域电离层多项式模型与硬件延迟统一解算分析

探讨了利用区域地基GPS双频精码数据建立单层电离层多项式模型中,多项式系数、组合硬件延迟统一平差的数据处理方法.数据分析表明,GPS卫星短弧段的天空视图对电离层多项式建模的影响较大,由此估计的组合硬件延迟解不稳定,电离层模型也存在系统误差,边际效应明显;分段常数的全天电离层延迟多项式建模的数据处理方法可以有效地削弱短时弧段建模的影响,获取一致性、稳定性更好的组合硬件延迟.     

一种融合轨检信息的GNSS动态单历元多路径误差提取方法

随着中国高铁的发展,全球导航定位系统(global navigation satellite system,GNSS)动态定位技术在列车定位及轨道检测中具有广阔的应用前景,但其精度目前难以满足轨道检测要求。多路径效应是影响GNSS动态定位精度的一个主要误差源,目前已有的多路径误差削弱方法大多适用于静态测量环境,尚无有效的方法削弱动态多路径误差。分别采用传统算法和以轨检几何信息作为约束条件的算法解算GNSS观测数据,并将受到多路径影响的测量结果与轨检信息进行对比分析,同时利用小波多尺度分解算法分离坐标残差序列中的多路径误差和噪声,得到"干净"的轨道坐标序列。实验结果表明,由于信息量增加,融合轨检信息的GNSS数据解算方法可以有效提取多路径误差和观测噪声;利用小波相关分析能进一步削弱坐标域中的多路径误差,提高GNSS动态定位的精度,满足高铁轨道测量的需求。     

用拟准检定法和补偿最小二乘估计解算污染半参数模型

现代自动化测绘技术采集的测量数据中系统误差和粗差都在所难免,需要同时考虑系统误差和粗差共存的平差问题.针对污染半参数模型中含有系统误差和观测值受到污染而不严格服从正态分布的情形,文章探讨了用拟准检定法抵御粗差,用补偿最小二乘法分离系统误差.算例表明:用拟准检定法对粗差进行定位定值并对观测误差进行修正后,再利用补偿最小二乘法解算半参数模型,可以得到较好的结果.     

非线性约束下的超短基线模糊度搜索方法

针对超短基线的模糊度固定问题,该文提出了一种改进方法。该方法在长基线非线性约束模型的基础上,采用附加基线长度约束的模糊度搜索模型,该搜索满足基线长度的搜索函数最优解。实验结果表明,该文的算法与无基线约束模型、基线长线性约束模型的LAMBDA方法相比,模糊度成功率明显提高。     

参考经验模态分解-独立分量分析及其在GPS多路径误差处理中的应用

多路径误差在绝大部分应用中,其测站间相关性很弱,不能通过差分观测得到有效削弱,成为高精度GPS动态变形监测中的主要误差源。针对GPS多路径误差的特点,结合具有良好多尺度分解能力的经验模式分解方法(EMD)和具有良好盲分离能力的独立分量分析(ICA)方法,提出带参考信号的EMD-ICA方法来削弱多路径效应的影响。应用实例的结果证明了该方法的有效性。     

多频载波相位混合伪距组合解算模糊度研究

基于多频载波相位混合伪距组合原理,根据无几何消电离层的限制条件,以组合后噪声最小为目标提出了优选模型,搜索得到适用于GPS中长基线模糊度解算的典型组合;进而研究了利用电离层延迟平滑改进的多频模糊度解算方法,对GPS三频仿真中长基线数据进行了实验。结果表明,采用实时平滑电离层延迟,只需几min的数据便可以使双差电离层延迟影响削弱到cm级,而利用十几min的观测数据可以快速正确固定基础载波相位模糊度,具有一定的实用价值。