变形监测中基于信号反射预计的GPS多路径误差减弱方法

多路径是高精度GPS变形监测的主要误差来源。本文在推导信号反射预计公式的基础上,提出了一种削弱GPS多路径误差影响的附加参数法。试验表明该方法能有效减弱GPS相位多路径误差的影响。     

WAAS接收机多路径误差包络延迟的定义与分析

多路径是限制差分GPS系统精度的主要测量误差,这是发展接收机和天线技术以削弱多路径误差的一个重要的促进因素。本文说明了接收机多路径误差包络延迟研究的结果,研究中采用实验室环境的GPS信号仿真器,利用高分辨率技术测量误差包络延迟,并比较它们与FAA广域增强系统（WAAS）参考站观测的多路径误差的一致性,文中使用WAAS参考站接收机,研究了接收机带宽,相关间隔,甚短或甚长多路径延迟、自相关函数旁瓣以及多平面反射的效果,测试结果表明了理论上和现场观测的多路径误差估计的良好的一致性,并说明了WAAS接收机中采用的各种接收机多路径消除技术的特点和影响,本文在研究结果广泛适用于一般的GPS接收机设计以及其它差分系统,例如FAA的局域增强系统,结果确认WAAS参考站的测量精度主要受附近的多路径及多路径反射信号的影响,新的多路径消除技术,例如超窄相关间隔以及改进的接收机算法,配合新的天线设计,具有在差分参考站进一步降低多路径误差的能力。     

利用MP提高GPS单点定位精度的研究

多路径误差是GPS定位重要的误差源之一,本文利用MP(多径组合观测值)对观测值受到的多路径效应进行定量评价,在GPS伪距单点定位中降低受多路径效应影响的观测值的权重,达到削减多路径误差提高定位精度的目的,最后通过试验验证了此方法的有效性和可靠性。     

变形监测中GPS多路径效应的削弱方法研究

本文主要从GPS的基本观测方程出发,通过数学分析的方法,在GPS观测值之间建立数学模型,进一步推导了伪距观测值和相位观测值中多路径效应的影响.此外,主要研究了利用相位平滑伪距削弱伪距多路径误差的方法,以及利用小波分析的方法对GPS多路径值序列进行分解和重构,提取出高精度的多路径误差,并通过实验数据分析了几种方法中的多路径效应.     

GPS信噪比观测值的土壤湿度变化趋势反演

土壤湿度变化趋势是某一个位置或区域内水资源循环的重要指标.多路径误差作为一种在导航、定位中的重要测量误差,由于其较弱的空间相关性,难以采用全球甚至区域性模型或差分的方法予以消除.在讨论和研究了多路径误差反射模型的基础上,实现了利用 GPS信噪比 SNR(Signal - to - NoiseRatio)观测值中的多路径反射分量对土壤湿度变化趋势的模拟.结合实测 GPS数据和土壤湿度计观测数据的对比和分析表明,该方法能反映土壤湿度变化趋势.同时,在计算过程中如何选择合适卫星、对反演结果质量进行评价以及如何实现两种观测结果之间的同化等是进一步需要研究的问题.     

GPS变形监测中多路径效应的削弱方法研究

主要从GPS的基本观测方程出发,通过数学分析的方法,在GPS观测值之间建立数学模型,进一步分别推导了伪距观测值和相位观测值中多路径效应的影响。此外,主要研究了利用相位平滑伪距削弱伪距多路径误差的方法和利用小波分析的方法对GPS多路径值序列进行分解和重构,提取出高精度的多路径误差,并通过实验数据分析了几种方法中的多路径效应影响。     

一种GPS多路径反射信号的雪深反演

针对传统雪深测量缺乏必要时空敏感性的不足,该文在分析GPS信号多路径反射模型的基础上,利用GPS信噪比观测数据,通过分离提取多路径反射分量研究其时频特性,探讨GPS多路径信号与雪深及其变化关系并进行反演建模。依据菲涅尔反射区理论,确定了反射区域范围,进一步探讨卫星、波段选择及初始反射高度确定等。对比实验研究表明,反演结果与实测值吻合较好,相关系数为0.93,均方根误差为8.6cm;信噪比多路径反射分量的频率能有效跟踪积雪深度的变化。     

星载GPS伪距多路径误差与观测噪声对自主定轨的影响分析

对搭载美国BlackJack接收机的CHAMP/GRACE-A/Jason-2卫星和搭载国产接收机的HY2A/ZY3/TH1卫星的星载GPS数据的伪距多路径误差与观测噪声进行了研究,重点分析了国产接收机伪距多路径误差的变化特性,并研究了多路径误差与观测噪声对星载GPS自主定轨的影响。结果表明:国产接收机的C/A码与P1码伪距观测精度要整体差于美国的BlackJack接收机,而P2码伪距观测精度要整体优于BlackJack接收机;国产接收机P1码伪距受多路径效应影响较大,其多路径误差随高度角减小存在单调递增的变化趋势,其中HY2A、ZY3与TH1卫星的多路径误差最大分别可达3.6 m、1.8 m与0.7 m;这种单调递增变化的多路径误差会导致星载GPS自主定轨位置结果在径向与切向产生系统性偏差。     

一种计算北斗三频多路径的方法及其结果分析

多路径误差分析是北斗卫星导航系统性能评估的一项重要内容。本文给出了一种新的计算3频多路径误差的方法,该方法只需对B1和B2载波相位观测值进行处理就能得到3个频率的伪距多路径误差。利用MGEX跟踪站的数据计算了BDS的多路径误差,从GPS和BDS多路径误差比较以及纬度、轨道和频率因素分析了BDS多路径误差的特性,结果表明,BDS多路径误差小于0．5 m,符合质量检查要求,其性能优于GPS卫星系统。     

高精度GPS定位中多路径影响研究述评

多路径误差是影响高精度GPS测量定位成果精度的主要误差源。本文阐述了多路径误差的特点、影响的规律性以及消除或削弱多路径误差影响的方法和措施,为从事高精度GPS测量定位及其科研工作提供参考。     

基于小波变换的GPS动态变形分析

介绍了小波滤波去噪的原理并讨论在动态环境下GPS多路径效应的重复性问题。首先利用小波方法对静态观测数据的残差进行去噪,提取具有系统性的多路径误差改正模型。然后,根据多路径误差重复性的特点,对后续动态观测的数据进行改正。通过实验证明:经重复性模型改正后残余的多路径噪声符合正态分布的特点。然后采用小波软阈值去噪方法,消除剩余的多路径误差,可进一步提高动态变形监测的精度。     

克里金插值的多路径误差空间分布特征

针对多路径误差的空间分布特征,该文提出采用克里金插值法构建多路径误差的空间插值模型。通过采用ArcGIS中克里金插值工具构建的多路径误差的空间插值模型,较好地展现出多路径误差与测站位置、反射源距离等因素的空间分布特征。实验结果表明:对比泛克里金插值法、普通克里金插值法、简单克里金插值法3种方法构建的多路径误差插值模型,普通克里金插值法的效果最好。研究成果直观反映出在林区、多层建筑物等环境下多路径误差影响较大,还预测出未采样区域的多路径误差影响范围,该研究成果可应用于GPS观测站选址、GPS测量技术设计等领域。该文从空间分布特征的角度提出了一种新的研究多路径误差特性的思路,实现了对指定测区内的多路径误差的空间分布特征的探究。     

大型斜拉桥环境下BDS/GPS观测数据质量分析

为了进一步提高大型斜拉桥环境下BDS系统的监测精度,进一步对相关影响进行分析处理,以苏通大桥为试验对象,通过采集不同部位的站点BDS/GPS卫星观测数据,采用自编的BDS观测数据质量分析软件与TQEC软件对观测数据的完整性、观测值与周跳比、卫星信号信噪比及多路径误差等进行计算分析。结果表明,BDS卫星数据完整性优于GPS,但信噪比与多路径误差不及GPS稳定,同时桥面观测环境下的各项指标低于岸边观测环境。因此在采用BDS进行桥梁监测时,在误差处理与解算方法上必须考虑桥梁环境的影响,特别是对多路径的处理,以更有效分离变形。     

GPS多路径效应实例计算与分析

本文讨论了一个GPS伪距多路径值计算及其频谱分析的方法。文中首先介绍了GPS多路径试验测量和观测数据采集的程序。然后探测和修复周跳、再利用伪距多路径计算公式,获得GPS测量中的伪距多路径值。实例证明该方法有效地计算出了伪距多路径值。     

削弱GNSS多路径效应的半天球格网点建模方法

多路径效应与测站观测环境相关,无法利用差分的方式消除或削弱,是GPS精密数据处理时的主要误差源。为此,本文提出了一种利用半天球格网点模型削弱测站多路径误差影响的新方法MHGM(multi-point hemispherical grid model)。该方法对以测站为球心的半天球进行格网点划分,通过格网点的参数化描述,实现测站处多路径误差建模,可适用于现有各类GPS数据处理的软硬件设备和观测环境。本文算例的测试结果表明,采用新方法建模后双差观测值残差的RMS均值改善率平均在73.9%左右,较传统恒星日滤波方法的改善效果平均可提升26.9%,对于静态观测数据,按实时动态相对定位处理模式可获得平面精度约1.7 mm,高程精度约3.0 mm的定位结果。此外,MHGM模型还可进一步用于对测站周边可能存在的多路径误差源进行方位评估,对从物理意义上消除多路径误差源的影响给出一定的指导性意见。     

城市典型环境下单频导航型GNSS接收机多路径误差特性分析

在高大建筑物、树木遮挡等城市复杂环境中,多路径误差和纯反射(NLOS)信号误差难以准确建模,严重影响行人GNSS导航定位的精度和可用性。本文首先对比分析了多路径延迟和纯反射信号延迟的误差特性,然后利用双差观测方程提取多路径和NLOS延迟误差,分析了两种延迟误差对伪距、载波相位和多普勒观测值的影响。通过UBLOX-NEO-M8T单频导航型接收机在建筑物附近和树木遮挡两种观测环境下的实测数据处理与分析,结果表明:载噪比(C/N0)较小时多普勒噪声明显变大。对于M8T导航型接收机,多路径影响严重的环境下C/N0低于30 d BHz,多普勒噪声变大。而NLOS影响严重的环境下多普勒噪声与C/N0之间关系不明显,在较大的C/N0,多普勒噪声仍然很大;在树木遮挡时,主要受多路径效应的影响,引起伪距的误差量级在10~150 m之间,对相位和多普勒的影响不明显;在高楼遮挡时,会出现NLOS信号干扰,对伪距和载波相位观测值的影响相同,延迟量大小与反射点的距离有关,可达到几百米,对多普勒观测值也有明显影响。     

GPS多路径重复性试验研究

信号衍射和多路径效应是限制GPS定位精度进一步提高的瓶颈,观测中两者往往同时存在。衍射效应具有不完全重复的特性,为了研究多路径重复性并使其不受信号衍射的影响,本文提出先应用SIGMA-Δ信噪比加权模型削弱信号衍射的影响,再运用改进恒星时滤波法分析多路径重复性。实验观测资料分析表明,SIGMA-Δ模型能有效削弱衍射信号对定位结果影响,并且保留主要的多路径信号;而改进恒星时滤波法能适应测站周围多路径环境的变化,从而最大限度地削减多路径误差。两者组合比传统的恒星时滤波更能有效提高GPS的动态定位精度。     

黑河水库库岸滑坡GPS监测网布设中的若干技术问题

本文论述了黑河引水工程中GPS滑坡监测网的一些技术问题，包括监测基准的选择，基准点和变形监测点的选择和布设，监测坐标系的选择以及GPS监测中多路径误差的影响等问题。作者对此分别进行了分析和讨论，并提出了一些相应的解决方法，在滑坡监测网的实际布设和观测过程中取得了良好的效果。     

基于Skyhook XPS的一体化混合定位系统

受多路径误差影响,GPS处于高反射环境下可导致接收机相位失锁,对点位坐标影响高达15cm;室内环境卫星无法锁定,GPS更是不能正常工作.本文引入了Skyhook XPS一体化混合定位系统,综合全球定位系统(GPS)、基站三角塔(Cell Tower Triangulation)和无线宽带(Wi-Fi)三种技术之优势,迅...     

GPS载波相位测量中的信号多路径效应影响研究

当利用GPS进行高精度变形监测时,GPS信号的多路径效应成为影响GPS变形监测精度和可靠性的一种不可忽略的误差源.本文针对GPS载波相位测量中的多路径效应影响进行理论和试验分析.论述载波相位测量中GPS多路径信号的特征,分析它对载波相位测量的影响,提出在坐标域用移动平均进行短基线静态GPS测量多路径误差探测的方法.通过实测数据进行分析,取得满意的效果.