高层建筑物GPS动态变形监测数据处理

本文利用小波阈值降噪方法对高层建筑物GPS动态变形监测数据进行处理,针对不同小波基选取对结果影响进行了实验分析,表明小波变换可实现高层建筑物GPS动态监测数据的有效去噪,可克服传统处理技术对非平稳、非等时间间隔观测数据序列滤波的局限性,为监测数据的处理方法提供一定参考。     

基于BDS PPP技术的超高层建筑变形监测

超高层建筑变形监测是后续超高层建筑维护与修缮的重要内容．目前我国北斗卫星导航系统（BDS）已被广泛应用于建筑物的变形监测,本文利用BDS精密单点定位技术(PPP),根据高频超高层建筑BDS变形监测数据,以静态网解算三维坐标为基准,分析超高层建筑复杂环境下BDS数据质量、PPP定位精度以及超高层变形趋势．研究结果表明,在监测时间段内,BDS卫星数多于GPS,空间几何分布精度略低于GPS,观测时间达1 h以上开始收敛,水平向定位精度可以达到1 cm,竖直向定位精度可以达到2 cm,能满足超高层建筑变形监测的精度要求,可为今后的超高层建筑变形监测提供一种新的技术手段．      

基于 CCD 方法的超高层建筑周日摆动监测研究

对超高层建筑塔体进行周日摆动监测,为施工投点纠偏和选择合适投点时机提供科学依据,是施工控制网竖向传递的核心问题。文中针对现有方法在自动化采集及实时表达方面的不足,基于自适应阈值激光光斑中心定位方法,自主研发基于CCD的塔体摆动监测系统,并采用倾斜仪方法与之做同步比较研究。两种方法在广州市东塔施工第三方监测中互为检核验证,具有借鉴意义。     

基于北斗三频的BDS/GPS宽巷模糊度逐级单历元固定方法

利用北斗三频超宽巷模糊度波长较长易于固定的优势,提出一种基于北斗三频的BDS/GPS宽巷模糊度逐级单历元固定方法。首先利用载波和伪距组合固定BDS(0,-1,1)和(1,4,-5)两个超宽巷模糊度,根据固定后的超宽巷模糊度变换得到BDS宽巷模糊度(1,-1,0),然后将BDS宽巷模糊度作为约束条件与GPS宽巷观测方程联立得到GPS宽巷模糊度浮点解和其方差协方差阵,最后采用LAMBDA算法实现GPS宽巷模糊度的固定。实验结果表明,BDS超宽巷组合可实现100%固定,采用BDS约束GPS宽巷模糊度固定时ratio值均大于2,大于5的占97.8%以上,因此文中提出的方法可实现BDS/GPS双系统宽巷模糊度单历元固定,有效提升GNSS模糊度解算的时效性。     

基于部分模糊度解算的BDS/GPS组合RTK算法

GNSS多频率组合RTK定位逐步进入实际应用,存在模糊度维数增多、搜索空间增大,导致模糊度搜索运算量增大及模糊度固定效率低等问题。文中提出一种多星座部分模糊度解算算法,该算法综合考虑卫星高度角、模糊度固定成功率及Ratio值来筛选卫星进行模糊度解算。通过一组动态跑车实验分析表明:相比于全模糊度解算(FAR),部分模糊度解算(PAR)可以有效地提高BDS/GPS组合RTK的模糊度固定率,其模糊度固定率从79.9%(FAR)提高到99.1%(PAR),且PAR算法定位结果可靠性更高。     

基于GNSS-RTK的在建超高层风载动态变形监测

首先以海星达H32全能型GNSS-RTK接收机为试验仪器,进行不同星系组合的RTK定位精度试验研究。然后以在建的天津高银117大厦为监测对象,采用GPS+GLONASS+BDS三星系组合对其进行现场强风作用下的RTK动态变形监测。利用巴特沃斯滤波对实测数据进行去噪处理,得到各测点的位移曲线。分析结果表明:GPS单星系定位的平面坐标精度相对较差,双星系组合定位的平面坐标精度与三星系组合定位的平面坐标精度基本相当,但GPS+GLONASS+BDS三星系组合定位的稳定性和可靠性最强;由于施工阶段大厦结构的刚度和整体性与竣工后存在差异,故在强风作用下其按一定施工步距滞后的低矮外框的振动位移幅度大于其高耸内筒结构的振动位移幅度;大厦外框和内筒均存在横风向振动位移,且横风向振动位移与顺风向振动位移的大小相近;监测环境对监测结果有着一定的影响,66层各点的监测值误差要大于95层各点的监测值误差。     

BDS/GPS组合天顶对流层延迟的精度分析

在现有的精密轨道和钟差条件下,选取8个MGEX跟踪站2014年6—9月的观测数据,详细分析利用BDS/GPS组合PPP法在未固定跟踪站坐标和固定跟踪站坐标情况下估计ZTD的效果,并与IGS提供的对流层产品对比分析。实验分析表明,利用PPP法估计ZTD,BDS ZTD现阶段的STD优于34mm,GPS ZTD与BDS/GPS组合现阶段的STD相当,均优于14mm。与未固定跟踪站情形下估计的BDS ZTD相比,固定跟踪站坐标的方式虽然可以提高利用BDS估计ZTD的稳定性,但不能提高精度。     

BDS/GPS组合定位在高层建筑施工基准传递复核中的应用

施工基准传递是超高层建筑施工中尤为关键的测量工作,垂直度监测是对施工基准传递精度的一个重要检核。目前常用的基准传递方法如激光准直内控法、全站仪观测外控法以及GPS测量外控法等,不同程度地存在着不足。文中结合某高层建筑施工,采用BDS/GPS组合定位测量外控法进行垂直度复测的实践,结果表明该方法可克服施工干扰严重的不利条件,有效传递施工基准,进行垂直度复测,相对于其他方法有明显优势。     

Reliable partial ambiguity resolution for single-frequency GPS/BDS and INS integration

GPS Solutions - Correctly fixing carrier phase integer ambiguities is a prerequisite to achieve high-precision positioning solutions from global navigation satellite system (GNSS). However, for the...     

一种BDS/GPS宽巷模糊度固定方法

针对目前双频伪距与相位观测值线性组合法(MW法)固定BDS/GPS宽巷模糊度所需平滑历元个数多的问题,提出一种附有北斗超宽巷约束的BDS/GPS几何相关的宽巷模糊度固定方法。利用伪距载波组合确定出北斗(0,-1,1)超宽巷模糊度并回代到观测方程,将超宽巷观测方程作为约束条件与BDS/GPS宽巷观测方程联立,以共有的位置参数将上述观测信息融合单历元固定BDS/GPS宽巷模糊度。基于实测数据结果表明,相对于常规的MW法,采用本文提出的有几何BDS/GPS宽巷模糊度固定方法,能够提高BDS/GPS宽巷模糊度的解算精度和时效性,适合中短基线且电离层不活跃情况下BDS/GPS宽巷模糊度的解算。     

GPS网络RTK流动站的对流层内插改正分析

介绍网络RTK常规内插模型,分析内插法的精度,从单站上分析高程对天顶距延迟的影响,分析高程差异对双差对流层延迟的影响,利用网络RTK内插法只可消除其中大部分的误差.这对利用网络RTK算法生成流动站的误差改正数具有重要的参考价值.     

基于ICEEMDAN的多滤波算法在超高层动态变形监测中的应用

针对监测数据中存在多路径误差和随机噪声的问题,本文提出了一种基于改进的带有自适应噪声的完备集合经验模式分解(ICEEMDAN)、小波包分解(WP),以及递归最小二乘算法(RLS)的联合滤波算法(IWPR)。该算法首先对原始信号进行ICEEMDAN分解,得到一系列本征模态函数(IMF)分量;然后基于标准化模量的累积均值将IMF划分为高频IMF和低频IMF;最后考虑相关系数,利用WP和RLS分别对高频IMF、低频IMF进行去噪,重构两者降噪信号,获得动态位移响应。结果表明:相对于单一算法EMD、CEEMDAN、ICEEMDAN等,IWPR算法能够更有效地消除多路径误差和随机噪声,从而提高超高层GNSS RTK监测数据的精度。     

超高层建筑精密施工测量关键技术

针对传统的测量技术无法满足超高复杂结构建设的要求,根据超高层建筑工程的特点和难点,通过对我国范围内的超高层建筑施工测量技术的总结,本文研发了新仪器设备并提出了超高层标高高精度自动传递工艺方法,探索了一套我国“千米”超高层建筑精密施工测量的关键技术。结合GNSS 定位技术与智能化全站仪等多项新技术,获得高质量高精度测量基准、精确施工控制点及快速高精度的监测点位,将GNSS技术应用于超高层建筑施工监测是精密工程测量的突破,应用前景广阔。     

GPS、GIS在变形监测中的应用

论述了GPS形变监测网的建立和观测方法,提出一种利用GPS数据计算监测点坐标的方法,实现了应用GIS科学地管理各种变形监测信息。     

高纬度BDS/GPS PPP中的对流层延迟改正模型优选

由于高纬度地区气温气压值及变化率与中低纬度地区有较大差异,因此目前发布的多种对流层延迟模型在高纬度地区使用的精度会不同。为了给高纬度地区BDS/GPS用户提供更好的对流层延迟模型选择,文中采用UNB3,EGNOS和GPT2模型,以IGS发布的ZPD产品和SINEX文件作为参考,对比基于这三种对流层延迟模型计算的天顶对流层总延迟量以及精密单点定位精度,可知GPT2较UNB3和EGNOS在高纬度地区定位中有更好的精度表现。     

Multi-GNSS phase delay estimation and PPP ambiguity resolution: GPS,BDS, GLONASS,Galileo

This paper focuses on the precise point positioning (PPP) ambiguity resolution (AR) using the observations acquired from four systems: GPS, BDS, GLONASS, and Galileo (GCRE). A GCRE four-system uncalibrated phase delay (UPD) estimation model and multi-GNSS undifferenced PPP AR method were developed in order to utilize the observations from all systems. For UPD estimation, the GCRE-combined PPP solutions of the globally distributed MGEX and IGS stations are performed to obtain four-system float ambiguities and then UPDs of GCRE satellites can be precisely estimated from these ambiguities. The quality of UPD products in terms of temporal stability and residual distributions is investigated for GPS, BDS, GLONASS, and Galileo satellites, respectively. The BDS satellite-induced code biases were corrected for GEO, IGSO, and MEO satellites before the UPD estimation. The UPD results of global and regional networks were also evaluated for Galileo and BDS, respectively. As a result of the frequency-division multiple-access strategy of GLONASS, the UPD estimation was performed using a network of homogeneous receivers including three commonly used GNSS receivers (TRIMBLE NETR9, JAVAD TRE_G3TH DELTA, and LEICA). Data recorded from 140 MGEX and IGS stations for a 30-day period in January in 2017 were used to validate the proposed GCRE UPD estimation and multi-GNSS dual-frequency PPP AR. Our results show that GCRE four-system PPP AR enables the fastest time to first fix (TTFF) solutions and the highest accuracy for all three coordinate components compared to the single and dual system. An average TTFF of 9.21 min with \(7{^{\circ }}\) cutoff elevation angle can be achieved for GCRE PPP AR, which is much shorter than that of GPS (18.07 min), GR (12.10 min), GE (15.36 min) and GC (13.21 min). With observations length of 10 min, the positioning accuracy of the GCRE fixed solution is 1.84, 1.11, and 1.53 cm, while the GPS-only result is 2.25, 1.29, and 9.73 cm for the east, north, and vertical components, respectively. When the cutoff elevation angle is increased to \(30{^{\circ }}\), the GPS-only PPP AR results are very unreliable, while 13.44 min of TTFF is still achievable for GCRE four-system solutions.     

北斗在地壳形变监测中的应用进展

北斗卫星导航系统(BDS)于2020年建成并开始向全球提供服务。如何提高其在防灾减灾领域的应用是目前关注的焦点。本文梳理了国内外采用BDS数据开展地壳形变(包括同震和震间形变获取)研究的现状,总结了BDS数据的定位精度,归纳出基于BDS数据的地壳形变监测需要进一步解决、有待拓展的关键问题:①扩展GNSS地壳形变监测的内涵,采用GPS与BDS双模或多模算法提高形变解算精度;②开展BDS实时形变监测在地质灾害早期识别中的应用;③开发、发布相关数据处理算法与软件系统,切实推进BDS在高精度地壳形变监测领域的应用。     

大型桥梁桥塔监测的GNSS相对对流层延迟估计

针对大型桥梁桥塔与基站高程差异较大,残余对流层延迟成为影响全球卫星导航系统(GNSS)监测成功率与精度的主要因素之一。该文基于随机过程理论,对桥梁监测GNSS残余对流层湿延迟进行参数估计,有效地提高了桥梁塔顶监测GNSS模糊度固定率。通过采用对流层经验模型改正对流层干延迟,将基准站和塔顶观测站对流层湿延迟组成相对对流层湿延迟,并联合位置参数和模糊度参数建立双差卡尔曼模型,最后利用最小二乘模糊度降低相关平差法(LAMBDA)对双差模糊度进行固定,并估计位置参数与相对对流层延迟参数。实验结果表明,该方法可以有效估计相对对流层延迟,有效提高GNSS模糊度固定率。     

GPS精密单点定位中对流层延迟处理方法研究

本文首先介绍了GPS精密单点定位技术,采用宽巷组合的方法得到观测方程。然后对精密定位中的误差改正作了简述,主要讨论了处理对流层延迟的Saastamoinen模型和Niell映射函数。提出用扩展卡尔曼滤波参数估计方法来处理对流层延迟,通过实例用Saastamoinen模型、Saastamoinen模型加Niell映射函数和扩展卡尔曼滤波参数估计三种方法对对流层延迟进行改正,结果表明该方法优于Saastamoinen模型。