基于小波的GPS基线解算精化处理技术及其应用

采用小波技术对GPS信号进行处理,提出基于小波变换的周跳与粗差的探测.利用基于小波变换的小波滤波法对于提高GPS双差相位观测值的信噪比具有较好的效果,对其相位观测值进行小波滤波,消除或削弱多路径效应和各种观测噪声,使其观测值得以净化.这种方法对于缩小模糊度搜索空间及提高模糊度解的有效性有明显的作用,从而提高基线解算的精度.     

基于小波变换的GPS精密单点定位中的周跳探测

基于双频观测值的Melbourne-Wübbena组合和Geometry-free组合,提出了利用连续小波变换方法来探测GPS相位观测值中的周跳,论述了GPS精密单点定位中的周跳探测和连续小波变换方法探测周跳的算法,说明利用高斯函数的一阶求导小波变换对周跳的多尺度分解的敏感性,能够提高组合观测信号的信噪比,准确定出1周左右的周跳发生位置,从而可以提高利用非差观测值解算周跳和模糊度的效率,并给出具体算例验证了本方法的可行性和有效性。     

小波技术在GPS基线解算数据预处理中的应用

采用小波技术对GPS观测数据进行处理。应用小波变换技术对GPS相位观测值进行周跳的探测和修复。GPS相位观测值可以作为时间序列来进行分析,作为时间函数,它所表现出来的是一条光滑度很好的曲线,一旦出现周跳,这种光滑性就被破坏,从发生周跳的历元开始,后继相位观测值序列发生等量阶跃,通过小波变换的信号特性检测原理,能够有效地探测出周跳的发生,这种方法对于缩小模糊度搜索空间及提高模糊度解的有效性有明显的作用,从而提高基线解算的精度。     

小波变换法探测周跳的延拓方式选择研究

小波变换用于探测周跳是一种很有效的方法。它是通过一定尺度上的带通滤波器提取出细节信号,并将突变以一定的比例放大,从而发现周跳发生位置,然后采用高频系数奇异值进行插值替换,与低频系数重构,然后采用重构观测值与原始观测值作差取整的方法确定周跳值。本文将通过试算不同延拓方式对小波变换的影响,利用产生最小"边缘效应"的延拓方式,对非差、单差、双差观测值进行db6小波单尺度分解,并探讨其在单频周跳探测的应用。     

一种基于小波变换的GPS基线求解算法

在分析GPS相位观测粗差、周跳及随机噪声的小波变换特性基础上,提出了基于小波变换的GPS相位粗差探测及小波滤波算法,并提出了基于小波滤波的GPS基线求解算法,该方法能缩小模糊度搜索空间,提高整数模糊度解的有效性.     

小波变换阈值去噪法在GPS数据处理中的应用

在介绍小波变换阈值去噪法的特性及其有点的基础上,结合武汉某大学教学楼GPS变形监测数据,首先使用不同的小波函数及阈值策略分别对GPS观测数据的非差、单差相位观测值和伪距观测值进行阈值去噪处理,然后分别使用Bernese高精度数据处理和Trimble TG0软件对消噪前后的单差相位观测值、非差相位观测值和伪距观测值进行基线解算。最后,比较消噪前后基线解算结果,分析不同小波函数和阂值策略对基线解算精度的影响,探讨小波变换阅值去噪的合理方法。     

卡尔曼滤波算法的GPS双差观测值周跳探测与修复

针对非差相位观测值中误差来源较多,对周跳探测不够敏感等问题,双差观测值可大幅削弱相关性较强的误差,较好地探测序列中小的周跳。该文以GPS双差观测序列为研究对象,运用卡尔曼滤波算法,建立双差观测序列周跳探测与修复模型。最后通过理论和实验分析,验证了模型的有效性和可靠性。     

基于小波变换的GNSS单差观测序列周跳探测方法

在卫星定位应用领域,GNSS周跳的探测和修复仍然是载波相位测量中的一个重要问题。近年来,在站星双差观测序列、星间单差观测序列都进行了周跳探测研究。小波分析方法是一种在时域和频域上同时具有良好的局部化特性的分析方法,利用小波对信号进行分析时可以提取信号的突变点。本文利用小波变换对星间单差观测序列进行了周跳探测,通过算例探讨了该方法的应用效果。     

基于经验模态分解的周跳探测

提出了一种基于经验模态分解(EMD)对载波相位测量进行周跳探测的新方法.利用非差和双差组成检验量,对采样率分别为1 S和30 S的观测值进行周跳探测,并与小波分析法进行对比.实验表明,经验模态分解法对于10周以内的周跳探测可以取得满意的效果.相对于小波分析法探测周跳,经验模态分解可以做到自适应.解决了由于小波基的选取不当对周跳探测结果的影响.并且进一步分析了EMD的端点效应对周跳探测的影响.     

基于小波变换的周跳探测与修复

探测和修复周跳一直是GPS定位中的关键问题。利用小波变换对相位减伪距观测量进行周跳探测。首先介绍小波变换周跳探测的一般方法,然后在此基础上提出改进。改进方法可以对周跳进行探测和直接修复,进而探测和修复多次周跳,同时有效地克服一般方法可能出现探测失误的缺点。这种改进方法的效果在实验中得到验证。     

基于等价观测方程的GPS/GLONASS组合多基线解算方法

进行独立参数化时,GNSS观测方程的双差、单差与非差观测方程理论上是等价的。利用按高度角定权的模型以及不同测站跟踪不同数量卫星的等价观测方程,实现基于简化等价观测方程的GPS/GLONASS组合多基线解算,包括多基线模糊度的固定、基线向量的解算与精度分析,并用多个测站的GPS/GLONASS同步实测载波相位和码伪距观测数据完成多基线解算分析。计算结果表明,由于多个测站的同时作用导致几何强度增强,降低模糊度间的相关性,有利于模糊度的快速解算;同时简化等价观测方程,提高法方程的形成速度,解算的基线精度也优于单基线解算模式。     

相位求差法与多项式拟合法探测修复周跳的比较

目前对相位观测值周跳的探测和修复已有多种方法,但是各种方法都不是很完善。通过用相位观测值相邻历元求差法和多项式拟合法对周跳进行探测和修复,算例结果表明相位观测值相邻历元求差法不仅能准确地锁定发生小周跳的历元,而且能高效地修复观测值。该方法执行效率高,实用性强,尤其适合动态定位的应用。     

星载GPS载波相位周跳探测方法

在星载GPS载波相位测量中,周跳的探测与修复对最后的定位精度起着至关重要的作用。本文根据在星载条件下GPS载波相位测量的观测时间短、环境变化复杂、所得历元少和基本不受对流层延迟影响等特点,论述了适用于星载高动态环境GPS载波相位周跳探测和修复的方法,并指出各种方法的特点和适用要求。     

基于小波分析的GPS信号噪声特性

通过提取南宁实验GPS控制网的原始载波信号,利用小波分析理论在多尺度、多分辨率、可伸缩、可平移等分析方面的优势,分别对提取的原始载波信号、单差观测值、双差观测值采用bd3小波函数进行3层小波分解,研究各种GPS信号噪声的特性,对减弱各种GPS噪声的影响有一定的参考价值。     

网络RTK流动站整周模糊度的单历元解算

传统网络RTK模糊度解算方法需要多个历元的观测数据,并且要进行周跳的探测和修复,影响模糊度解算的效率。本文提出一种单历元确定网络RTK双差整周模糊度的新方法。首先利用测码伪距观测值和载波相位观测值的单历元数据组成双差联合观测方程,采用改进LABMDA算法进行两步搜索确定GPS双差相位观测值的宽巷模糊度。确定宽巷模糊度后,再用宽巷模糊度值和载波相位观测值组成新的联合观测方程,大大改善了方程的状态,可以准确解算出GPS双差整周模糊度,显著提高了网络RTK整周模糊度固定的效率。     

单频RTK动态解算的卡尔曼滤波算法研究

本文针对单频RTK提出了一种快速动态定位卡尔曼滤波算法,该方法使用C码和L1观测值,用模型改正对流层干延迟,双差大气延迟分解为测站大气天顶延迟和投影函数,与流动站位置以及站间单差模糊度组成观测方程进行卡尔曼滤波,得到单差模糊度浮点解及方差阵,通过星间求差得到双差模糊度浮点解及方差阵,结合MLAMBDA方法实时动态确定模糊度。经实测数据和IGS站数据验证该算法具有较好定位结果。     

小波分析在GPS消噪中的应用探讨

采用VB语言与MATLAB语言编程,提取南宁实验GPS控制网观测数据中的原始载波信号,利用小波分析理论在多尺度、多分辨率、可伸缩、可平移等分析方面的优势,分别对提取的原始载波信号、单差观测值、双差观测值采用bd3小波函数进行3层小波分解,研究高频信号特点以及不同差分方法消除噪声的效果。将小波分析理论作为数学工具,实施GPS观测数据小波分解和重组,对于发现并削弱GPS误差具有一定的参考价值。     

Quality assessment of COSMIC/FORMOSAT-3 GPS radio occultation data derived from single- and double-difference atmospheric excess phase processing

This study evaluates the quality of GPS radio occultation (RO) atmospheric excess phase data derived with single- and double-difference processing algorithms. A spectral analysis of 1 s GPS clock estimates indicates that a sampling interval of 1 s is necessary to adequately remove the GPS clock error with single-difference processing. One week (May 2–8, 2009) of COSMIC/FORMOSAT-3 data are analyzed in a post-processed mode with four different processing strategies: (1) double-differencing with 1 s GPS ground data, (2) single-differencing with 30 s GPS clock estimates (standard COSMIC Data Analysis and Archival Center product), (3) single-differencing with 5 s GPS clocks, and (4) single-differencing with 1 s GPS clocks. Analyses of a common set of 5,596 RO profiles show that the neutral atmospheric bending angles and refractivities derived from single-difference processing with 1 s GPS clocks are the highest quality. The random noise of neutral atmospheric bending angles between 60 and 80 km heights is about 1.50e−6 rad for the single-difference cases and 1.74e−6 rad for double-differencing. An analysis of pairs of collocated soundings also shows that bending angles derived from single-differencing with 1 s GPS clocks are more consistent than with the other processing strategies. Additionally, the standard deviation of the differences between RO and high-resolution European Center for Medium range Weather Forecasting (ECMWF) refractivity profiles at 30 km height is 0.60% for single-differencing with 1 and 5 s GPS clocks, 0.68% for single-differencing with 30 s clocks, and 0.66% for double-differencing. A GPS clock-sampling interval of 1 s or less is required for single- and zero-difference processing to achieve the highest quality excess atmospheric phase data for RO applications.     

一种基于星间单差模糊度固定的载波伪距生成方法

随着测站和卫星数量的不断增加,大规模GNSS网的数据处理面临越来越大的挑战。将载波相位观测量转化为载波伪距是提高大规模GNSS网数据处理效率的有效方法。本文提出在精密单点定位基础上进行星间单差模糊度固定生成载波伪距的方法。采用中国大陆构造环境监测网络（陆态网）观测数据进行了验证。结果表明,对于包含252个测站的观测网,采用载波伪距进行整网解的处理时间不超过20 min。剔除异常测站后,240个陆态网测站的月坐标重复精度在N、E和U方向的均值分别为0.74、0.85和2.53 mm,略优于原始数据整网解的结果。本文还探讨了采用原始数据和载波伪距进行整网解的关系,利用带约束条件的观测模型对不同方法生成的载波伪距应用于整网解的原理进行统一解释,并指出了载波伪距整网解与原始数据整网解的理论等效性。     

基于站际历元二次差模型探测与修复周跳的新方法

周跳探测与修复是高精度动态GPS定位的关键技术之一,直接影响模糊度在航解算的效率。针对动态相对定位中周跳探测方法“三差法”的不足,提出一种基于站际历元二次差模型进行探测与修复周跳的新方法。首先对站际历元间二次差观测值进行粗差探测,以确定发生周跳的卫星以及周跳初值;然后基于残差平方和最小原则搜索周跳备选组合并修复周跳。理论分析和实验结果均表明,当有效共视卫星多于4颗时,大多数情况下,新方法可以准确定位并修复周跳。