双k型岭估计及其在GPS快速定位中的应用

针对GPS快速定位中设计阵病态性的特点,文中对现有的有偏估计进行了改进,提出了一种新的有偏估计———双k型岭估计。由广义岭估计和普通岭估计出发,讨论并给出了双k型岭估计中两个岭参数的选择方法。最后给出了实测GPS动态定位算例,验证了新估计的稳定性和有效性。     

双k型岭估计及其在GPS快速定位中的应用

针对GPS快速定位中设计阵病态性的特点,文中对现有的有偏估计进行了改进,提出了一种新的有偏估计--双k型岭估计.由广义岭估计和普通岭估计出发,讨论并给出了双k型岭估计中两个岭参数的选择方法.最后给出了实测GPS动态定位算例,验证了新估计的稳定性和有效性.     

利用复共线性诊断确定偏差矫正项的截断型岭估计

为了避免有偏估计的偏差对可靠部分的影响,提出了偏差矫正的正则化方法,但是偏差矫正项的选取是个关键问题。首先采用复共线性诊断、度量和检验所获得的重要信息,对受复共线性危害严重的分量进行估计,且使得均方误差达到极小。然后基于偏差矫正的正则化解法的一般理论,得到偏差矫正的分析性条件,从而得到一种新的基于复共线性诊断确定偏差矫正项的截断型岭估计。最后通过算例分析验证了该方法在提高解的质量、参数估值的准确性和稳定性方面的优良性。     

单频GPS快速定位中病态问题的解法研究

研究只利用少数历元GPS载波相位观测值进行快速定位时的新解法.在分析病态法矩阵结构特性的基础上,基于TIKHONOV正则化原理,提出一种选择正则化矩阵R的新方法,减弱法方程的病态性.与其他方法相比,新方法得到与模糊度准确值更接近的浮动解及其相应的均方误差矩阵.结合LAMBDA方法,用均方误差矩阵代替协方差阵确定模糊度的搜索范围,可准确快速地确定模糊度,最后得到基线向量的解.结合算例,将新解法与最小二乘估计、岭估计和截断奇异值法分别结合LAMBDA方法解算模糊度的结果进行比较分析,展示新解法的效果.     

有偏估计与LS估计的比较与选择

从假设检验的角度研究测量平差Gauss-Markov模型中有偏估计与LS估计的选择问题。首先在均方误差准则下对目前应用最广泛的2种有偏估计－－岭估计和主成分估计与LS估计进行了比较研究，得到了岭估计、主成分估计优于LS估计的条件；然后运用统计方法对这些条件的成立进行了假设检验；最后通过数值实验说明，在一定显著性水平下当原假设被接受时，说明没有理由不相信采用有偏估计来代替LS估计的合理性，可认为采用有偏估计将对LS估计做出比较有效的改进，当原假设被拒绝时，说明对采用有偏估计的优越性产生了怀疑，此时建议仍采用LS估计。     

单频GPS短基线快速定位中的少数历元算法

研究了短基线时利用少数历元的单频GPS载波相位观测值进行快速定位的一种算法。基于TIK-HONOV正则化原理,选择了一种具有物理意义的正则化矩阵,以减弱法矩阵的病态性。新算法只需解算几个历元的单频GPS相位数据,就可得到比较准确的模糊度浮动解及其相应的均方误差矩阵,用均方误差矩阵代替协方差阵,结合LAMBDA方法,可准确、快速地确定模糊度,最后得到基线向量的解。结合短基线算例,将少数历元算法与最小二乘估计的结果作了比较分析,得出了新解法的有效性。     

测日定位中病态问题的有偏估计及精度分析

目前月球/火星车上均搭载有太阳敏感器用于导航,但需要较长的跟踪观测时间才能实现绝对定位,影响了导航的实时性。本文研究如何在超短的跟踪观测时间(1~2min)内,实现测日绝对定位。首先推导了高度法定位的最小二乘法求解模型,并首次从病态问题的角度看待测日定位问题,采用奇异值分解法对病态问题进行了诊断。通过仿真算例,将有偏估计的方法应用于测日定位,并对不同有偏估计方法进行了比较。仿真计算结果表明,有偏估计总是能够改善初值的精度,明显优于最小二乘法。但初值的选取对有偏估计的影响非常显著,有偏估计总是将初值沿着太阳的指向稳定收敛到一条与太阳指向垂直的直线上,且这条直线通过真值。     

遗传算法在GPS快速定位病态方程解算中的应用

将GPS病态方程求解问题转化为一个函数优化问题,应用遗传算法求解,避免了法方程的求逆运算,从而可以得到参数的近似最优解。探讨了利用遗传算法得到模糊度浮点解、应用有偏估计的均方误差矩阵确定模糊度的搜索范围、结合Lambda方法快速确定整周模糊度的方法。     

有偏迭代估计在短基线集形变模型中的应用

进行SBAS技术时,选择的干涉对一般会出现一景影像和其他几景影像干涉的现象,导致构建的线性形变模型病态。在这种情况下,最小二乘法求解SBAS线性形变模型已不太适合。针对这一问题,本文结合Liu估计的有偏迭代法在求解病态线性模型时能够克服病态性对结果的影响,提出将此方法应用到求解SBAS线性形变模型中。以覆盖济宁地区的13景ENVISAT ASAR数据展开了SBAS技术在城市地面沉降监测中的应用实验,分别利用LS法、基于Liu估计的有偏迭代法解算形变模型。结果表明,基于Liu估计的有偏迭代法获得研究区的年平均沉降速率标准差比LS法获得的低1.4,且其求解的结果相较于LS法获得的结果更准确、稳定。     

小波分析在单频GPS快速精密定位中的应用研究

单频GPS快速定位方程是严重病态的,应用最小二乘原理得到的模糊度浮点解大大偏离其准确值,应用LAMBDA方法难以正确地固定模糊度。本文将GPS载波相位双差观测量在不同的小波空间和尺度空间进行分解和重构,去除高频测量噪声,可减小测量噪声对GPS快速定位中病态方程解的影响,提高模糊度浮点解的精度,缩小模糊度搜索空间。实验表明,对于GPS短基线,仅利用1min左右的单频载波观测数据,经过基于haar、db4、coif4和sym4小波的5尺度小波变换后,可获得较准确的模糊度浮点解,应用LAMBDA法可正确地固定模糊度,达到厘米级定位精度。     

GPS快速定位理论及数值结果

本文首次提出GPS快速定位所必需的最短观测时间问题,并讨论了为保证与观测时间为1~2h时的定位精度相当而需要的最短观测时间;总结了利用最短观测时间上采集的数据进行GPS快速定位的方法,完善了GPS快速定位理论;最后得出几点结论。     

Double-epoch algorithm in rapid positioning using single frequency GPS receivers

A new algorithm, called as Double-Epoch Algorithm (DEA) is proposed in GPS rapid positioning using two epoch single frequency phase data in this paper. Firstly, the structure characteristic of the normal matrix in GPS rapid positioning is analyzed. Then, in the light of the characteristic, based on TIK-HONOV regularization theorem, a new regularizer is designed to mitigate the ill-condition of the normal matrix. The accurate float ambiguity solutions and their MSEM (Mean Squared Error Matrix) are obtained, using two epoch single frequency phase data. Combined with LAMBDA method, DEA can fix the integer ambiguities correctly and quickly using MSEM instead of the covariance matrix of the ambiguities. Compared with the traditional methods, DEA can improve the efficiency obviously in rapid positioning. So, the new algorithm has an extensive application outlook in deformation monitoring, pseudokinematic relative positioning and attitude determination, etc.     

Double-epoch algorithm in rapid positioning using single frequency GPS receivers

A new algorithm, called as Double-Epoch Algorithm (DEA) is proposed in GPS rapid positioning using two epoch single frequency phase data in this paper. Firstly, the structure characteristic of the normal matrix in GPS rapid positioning is analyzed. Then, in the light of the characteristic, based on TIKHONOV regularization theorem, a new regularizer is designed to mitigate the ill-condition of the normal matrix. The accurate float ambiguity solutions and their MSEM (Mean Squared Error Matrix) are obtained, using two epoch single frequency phase data. Combined with LAMBDA method, DEA can fix the integer ambiguities correctly and quickly using MSEM instead of the covariance matrix of the ambiguities. Compared with the traditional methods, DEA can improve the efficiency obviously in rapid positioning. So, the new algorithm has an extensive application outlook in deformation monitoring, pseudokinematic relative positioning and attitude determination, etc.     

一种检验GPS整周模糊度解算有效性的方法

检验解算的整周模糊度是GPS精密快速定位的一个重要课题。过去已提出了不少方法,然而这些方法都存在一定的缺陷。本文提出一种新的方法,它是基于模型可区分度的概念。该方法利用可接受的第一、二类错误概率,计算边界值,并与固定解中最小残差二次型和次最小残差二次型比较,以确认相应于最小残差二次型的整周模糊度的有效性。