用GPS观测资料解算地球自转参数的方法及影响因素分析

研究利用GPS观测资料解算ERP参数的方法。首先,利用全球近100个均匀分布、站址稳定的IGS测站的GPS观测数据解算地球自转参数,并将其与IGS相应产品进行比较,结果显示该解算方案可靠。其次,从实验数据和数理表示方面分析ERP参数解算过程中的轨道约束方案、先验ERP信息、站坐标数量对解算精度的影响,给出一些提高ERP参数解算精度的建议：对ECOM光压模型9参数中径、法向（D、Y）4个周期项采取相对宽松约束、随机脉冲参数采取紧约束,解算效果更佳;降低ERP先验信息对解算精度的影响,重点在于提高UT1-UTC的预报值精度;利用100个跟踪站数据解算,可达到解算效率和解算质量均最佳的效果。     

用trackRT进行实时GPS数据处理

利用trackRT实时定位模块对GPS连续站数据进行处理,得到测站的实时动态位移,精度水平方向约为1 cm、垂向约为2 cm;利用其RINEX模拟模块trackRTr对2011年日本Mw9.0地震的1 Hz GPS数据进行模拟实时处理,与事后处理结果较为一致;分析卫星轨道星历和基线长度对解算精度的影响,结果表明基线长度对解算精度影响较大。     

GPS实时单站速度位移解算方法及其精度分析

基于载波相位变率测速模型,采用相邻历元差分计算载波相位变率,并利用消电离层组合削弱电离层的影响,结合广播星历,实现单站GPS速度的实时解算,最后将速度在短时间内进行积分,得到测站在该时间内的实时位移。通过静态GPS实测数据和日本2011-03-11大地震期间IGS站观测数据对测站实时速度和位移进行动态解算,并分析解算结果的精度。结果表明,测速精度可以达到mm级,积分得到的测站位移精度可以达到亚dm级甚至cm级。     

测站间高差对短时段GPS基线解算的影响

基于美国CORS网数据,分别选取平均基线长度和站间高差均不相同的6个GPS实验网,使用GAMIT/GLOBK软件,从基线较差、基线重复性、NRMS值以及解算中误差等方面分析站间高差对短时段（4 h）GPS基线解算的影响及削弱这些影响的方法。结果得出,当测站间高差大于100 m时,如果不估计对流层参数,即使是短基线也会使解算基线在高程方向的偏差达到1 cm,而对平面分量影响很小。此时,必须通过估计天顶方向的对流层参数来削弱其影响,才能保证最终解算的基线结果在高程方向的误差小于1 cm。     

GPS/Galileo实时天顶对流层延迟估计研究

采用14个MGEX测站观测数据,利用实时PPP估计方法计算得到Galileo、GPS和GPS/Galileo组合ZTD估值。14个测站的Galileo和GPS ZTD估值的相关系数绝大多数大于0.9,且Galileo-GPS ZTD差值的RMS为8～16 mm,RMS的平均值为12.3 mm,证明Galileo和GPS解的符合性良好,Galileo实时估计的ZTD精度满足要求。同时,IGS最终ZTD产品被用来评价各解算结果的精度,结果显示,GPS/Galileo联合解算时,相对于GPS单系统精度提高了5%~35%,相对于Galileo 单系统精度提高了25%~51%。     

基于CONT观测资料解算地球自转参数精度分析

为比较不同时段和不同技术解算地球自转参数的差异,基于CONT08、CONT11、CONT14、CONT17和IVS-R1/R4定期观测的2008年、2011年、2014年、2017年数据进行地球自转参数解算。同时,利用与CONT观测同时段的GPS数据参与解算,并以IERS提供的EOP14 C04序列作为参考值进行精度评定。结果表明,CONT17与其他3组CONT观测值相比具有更高的极移解算精度,精度提升约40%,但UT1-UTC精度基本处于同一水平;CONT观测比其他类型VLBI观测数据具有更突出的优势,如极移精度提升约30%,UT1-UTC精度提升约45%;VLBI和GPS观测技术比较显示,前者在解算UT1-UTC上更占优势,而后者在解算极移上更占优势。     

高频单历元GPS双差解算及其精度分析

基于Windows研制WinTrack高频单历元GPS双差解算软件,进行10 Hz短基线和1 Hz中基线高频观测、动态差分解算及精度分析。试验表明,中短基线条件下,高频单历元GPS双差解的保守精度为cm级,与数据质量、观测条件及时机等因素相关;不同精密星历条件下的解算精度一致,而5 m精度广播星历对短基线结果最大差异小于1 mm。     

导航卫星非差精密定轨测站选取策略分析

推导了测站分布对定轨精度影响的公式,提出一种兼顾测站数量、观测数据质量以及测站地理分布的测站选取策略。利用IGS和iGMAS全球观测网数据,设计了3种不同的测站分布方案,进行GPS精密定轨实验。结果表明,使用30个全球均匀分布的测站,GPS三维定轨精度能达到6.0 cm左右|使用40个全球均匀分布的测站,GPS三维定轨精度能达到3.5 cm的水平|使用50个全球均匀分布的测站,GPS三维定轨精度能达到2.8 cm以内|超过50个的测站对GPS定轨精度提高基本上没有贡献。     

随机模型对BDS/GPS长基线解算精度的影响

利用四川CORS网中ZHIJ、QLAI两个测站数据探讨常用的等权模型、高度角模型以及Helmert验后方差估计模型对BDS/GPS长基线解算精度的影响。结果表明：1）BDS/GPS组合系统可以实现长基线高精度解算;2）Helmert验后方差估计随机模型解算精度最高, BDS/GPS组合系统140 km长基线解算精度在水平向和垂向分别优于8 mm和10 mm;3）等权随机模型、高度角随机模型对BDS/GPS长基线解算性能基本相当。     

单、双频GP5接收机在工作中的精度对比分析

随着GPS在测量中应用的普及,对GPS应用的研究有了更广泛的扩展。而GPS接收机的不断更新与换代,更使得测量单位在产品的需求方面显得眼花缭乱,人们在普遍意义上单纯的认为,双频GPS接收机在解算精度上要优高于单频GPS接收机,其实不然。利用实际观测数据研究证明,对于GPS单、双频接收机,当测距大于10km时,夜间观测数据解算结果的精度要高于白天观测数据解算结果精度;当测距在几千米至十几千米时,GPS单频接收机解算结果的精度要高于GPS双频接收机的解算结果的精度,下面仅就单、双频接收机在不同作业环境下精度进行简要分析。     

流动GPS观测资料能否用于地壳垂直形变监测？——以中国大陆为例

长期GPS连续观测可获取高精度的垂直形变速度场,但多期GPS流动观测资料能否用于地壳垂直形变监测尚不明确。本文首先对中国大陆260个陆态网络基准站和2 000个GPS流动站1999~2019年的观测资料进行高精度统一处理,获得各站点的时间序列和速度场,对筛选出的226个基准站和226个流动观测站的垂直形变速度场进行比较分析。结果表明,95%的连续GPS观测站的垂直形变速率误差小于0.5 mm/a,约50%的流动GPS观测站的垂直形变速率误差大于1 mm/a,约40%的流动站与连续站的垂直形变速率残差值大于2 mm/a,且约50%的流动GPS站点的垂直形变趋势与连续站不一致。西部地区的流动GPS观测站的垂直形变监测精度比东部高,这可能与东西部的观测环境和站点稳定性存在差异有关。对GPS连续站和流动站的垂直形变速度场的精度和残差进行分析认为,中国大陆流动GPS观测资料不适用于监测垂直形变小于2 mm/a的地区。     

基于周期项参数模型的GPS流动观测改正方法研究

利用GPS流动观测站200 km范围内站点的连续观测时间序列提高GPS流动观测的定位精度,探讨GPS流动观测结果的可靠性。结果表明：1）流动观测站点速度测量值与连续观测结果差值标准差在改正后平均减小37.97%;2）TAIN、CASH两个站点的同址观测实测值改正后偏离值平均减小38.9%。     

GPS基准站运行和GPS接收机校准数据管理

鉴于连续GPS固定站的广泛用途，为方便对多个固定站进行统一管理、维护及数据的统一处理．设计和编写了一套用于GPS基准站的自动控制软件。该软件分为基准站部分和中央控制站部分，适合多个连续GPS基准站及中央控制站的自动数据观测、记录、通讯、管理、以及运行状态远程监测和控制等。该套软件通过中央控制站能够远程管理和监控多台连续GPS固定站的运行状态，实现对观测时段、数据采样率、高度角、气象数据等参数的设置；按指定的观测时段及数据格式自动将观测数据打包并上传到中央控制站，以便进行统一处理。另一方面，基准站的数据可以及时上传存放在指定服务器中．让授权用户可以通过网络下载，以满足各种测量应用的需要。通过在同济大学基准站近一年时间的稳健运行，证明该软件切实可行，并且具备继续拓展的空间。此外．由于同济大学GPS基准站还承担着校准实验室中GPS校准的任务，结合GPS数据的特点，对GPS接收机校准的数据管理也进行了探索。     

实测板块运动模型修正导航系统监测站坐标精度分析

为了解决卫星导航系统各类地面站的坐标修正问题,必需精确给出各个地面站受地壳板块运动引起的位置变化速度。采用中国地壳运动观测网GPS观测数据计算的实测速度场,利用滑动欧拉矢量建模法建立局部虚拟的板块运动模型,并对虚拟板块运动模型计算的测站速度场的精度进行了分析,结果表明,在东西方向的精度为2.092 mm/a,在南北方向的精度为2.072 mm/a,在点位分布较少的地区和我国边界地区,其精度并没有明显降低,据此指出,该模型可用于我国卫星导航系统各类地面站的坐标修正。     

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基于区域监测站的BDS定轨策略分析

围绕影响轨道精度和实时性的5个要素（模糊度分类固定、测站数量、定轨弧长、太阳光压模型和多系统组合）展开研究,得出区域测站分布下的定轨优选策略。实验表明,选取中国区域27个均匀分布的地面区域监测站,利用72 h弧长观测数据,采用ECOM 5参数简化太阳光压摄动模型、BDS/GPS双系统联合定轨可达到较好的精度,其中GEO卫星轨道精度约291 cm,IGSO/MEO卫星轨道精度优于11 cm。若BDS单系统采用上述策略进行定轨,也可达到GEO卫星299 cm和IGSO/MEO卫星14.4 cm的近似等价定轨精度。     

GPS单历元阻尼LAMBDA算法在水库形变监测中的应用

形变监测点近似坐标的概略精度指标为GPS单历元定位提供了有利条件,结合水库形变监测点形变特征,采用平滑处理方法,“GPS单历元阻尼LAMBDA算法”可用于静态形变测量．这就将以往的“静态监测模式”与“动态监测模式”统一为“动静态监测模式”。采用模拟实验和清江隔河岩大坝实测数据检验了“动静态模式”的有效性,结果表明：单历元定位精度优于2cm,两小时观测数据的平滑坐标可以达到3mm的定位精度。同时讨论了具有两个基准站的数据处理方法,比较了单基准站与双基准站对监测点定位精度的影响。     

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