GPS向量网的抗差方差分量估计

GPS向量网的整体平差中，基线向量间的精度往往存在评定标准不一的问题，如各同步区采用不同的基线解算软件，各同步区观测环境不同等。这类问题可能会造成权比的失调，并因此影响最后的平差结果。另外，由于GPS观测量的粗差出现率也较常规大地控制网的粗差出现率高，若不采用有效措施，也会影响最后的平差结果，本文针对上述情况，讨论了抗差方差分量估计，并给出了算例。     

地基GPS网层析水汽三维分布数值积分新方法

针对传统层析方法的缺点,本文结合数值积分参数化方法,设计并实现了一种顾及地球曲率的水平与垂直方向分开插值的地基GPS网层析湿折射率三维分布方法,明显简化了垂直插值的运算,减少了层析实际观测方程中零系数参数的比例。利用美国Dallas地区CORS网实测GPS数据与气象数据,结合位于该区域的FWD探空站探空数据提供的湿折射率垂直轮廓线,验证分析了该方法用于实测数据的可行性及其精度。结果表明：相对于传统层析方法,新方法能够明显提高层析湿折射率垂直轮廓线的精度,与探空结果相比,新方法的RMS、误差分布均优于传统方法,而且垂直内插方法的精度也略高于复杂的三次样条垂直内插方法。     

抗差Helmert方差分量估计及其应用

本文讨论了当观测值中含有粗差时对Helmert方差分量估计结果的影响，为减弱这种影响，提出了抗差Helmert方差分量估计。试算结果表明，抗差Helmert方差分量估计具有一定的抵御粗差污染的能力，可用于具有多类或多种精度观测值的一并平差问题中。     

GPS／GLoNASS组合定位的抗差Helmert方差分量估计模型

GPS和GLONASS存在系统差异,组合定位时,采用Helmert方差分量估计可得到更加准确的结果。但GNSS观测值常受到衍射信号和多路径效应的影响,使观测值存有粗差,从而导致Helmert方差分量估计的失真。为此,将抗差Helmert方差分量估计应用于GPS／GLONASS组合单点定位,实验结果表明：抗差Helmert方差分量估计可以有效地抑制组合系统粗差观测值的影响。     

Helmert方差分量估计的粗差检验与抗差解

当观测值中含有粗差时，检验表明Helmert方差分量估计结果同样含有粗差，且粗差还可能会发生转移，为有效地抵制粗差和随机模型差的互相影响，指出了发生这一转移的原因，介绍了基于双因子等价权的抗差估计，并针对相关Helmert方差分量估计抗差解求解过程中容易出现的法矩阵0值溢出问题，提出了改进方法。     

抗差方差分量估计在GPS/GLONASS组合导航中的应用

运用GPS/GLONASS组合导航时,由于卫星系统的测距精度不同,需要在组合解算中采用方差分量估计进行合理定权和平差计算。但是,当GPS和GLONASS观测值中含有粗差时,若采用最小二乘方差分量估计则无法抵抗粗差的影响,从而降低平差结果的精度和可靠性。为了提高GPS/GLONASS组合解算的抗差性,本文引入了基于IGGⅢ等价权函数的抗差估计方法,经过对GPS/GLONASS实测数据的计算和分析,证明这是一种可行的和有效的方法。     

全国GPS网的抗差平差

从1991年至1997年，我国先后完成了全国GPS一、二级网的布测，该网覆盖了整个中国大陆，通过该网的平差，建立了我国高精度的GPS参考框架，在全国GPS网平差中，我们专门设计了一种新的相关GPS基线向量抗差估计方案，并应用了方差分量估计方法，结果表明，应用该抗差估计和方差分量估计方法，测站点坐标估计值的内外符合精度有了较大提高，基于相同的数学模型和平差方案，由两个不同的部门，独立开发了两套软件系统：“GPS平差之星2000”和“VECADJ”，并进行了相互比对，在自由网平差中，两套软件解算的所有坐标分量最大差值为1毫米；引入某些GIS站固定基准后，其坐标分量最大差值为6毫米。最终点的均方误差大约为8．6厘米，所有GPS点位的均方误差均值约为1．2厘米。     

方差分量估计简化公式在高精度GPS网平差中的应用

介绍Helmert方差分量估计严密分式和简化公式，并利用高精度GPS网数据分别进行试算，试验表明,Baeumker于1984年建议使用的简化公式,模型简单，速度快，精度完全与严密公式一致。     

GPS导航中的抗差自适应Kalman滤波算法

GPS导航与定位的质量取决于对动态载体函数模型和随机模型的认知。本文首先基于机动载体的当前统计模型 ,设计了离散系统的Kalman滤波器 ,进而基于方差分量估计给出了一种适合GPS动态定位的抗差自适应卡尔曼滤波算法。该算法模型简单 ,实时性好。实测数据计算结果表明 ,滤波导航解能有效地控制观测异常和动态扰动异常对导航解的影响 ,使导航解更能反映导航目标的真实情况     

地基GPS联合COSMIC掩星数据的水汽三维层析研究

利用精密单点定位方法求取对流层斜路径方向的水汽含量,并用COSMIC掩星数据反算出的水汽密度值作为层析迭代的初始值,联合高斯加权距离拟合法进行三维水汽反演。对香港地区3d的GPS数据及相应的掩星数据进行试算,得到的水汽斜路径含量反演值与实测值差值小于0.87mm。将层析得到的水汽密度值与Radiosonde探空数据进行比较,二者差值的RMS小于1.1g.m-3,从而验证了该水汽三维层析方法的可行性。     

地基GPS水汽层析的投影面算法

水汽层析技术在研究气候变化、极端天气预警、辅助数值天气预报等方面发挥着重要作用。常规的水汽层析技术在计算层析方程系数时,需要进行大量的求交运算。对此,本文提出了一种投影面算法,提高了运算速度和反演的精度。本文采用的试验数据是香港卫星定位参考站网(SatRef)提供的GPS信号数据,与传统算法相比,投影面算法的计算速度更快、计算量更小,不受层析区域大小影响,水汽层析的结果与探空数据具有良好的一致性。     

利用单GPS站获取空间水汽分布特征

随着全球各大GNSS系统的不断建设和完善,特别是中国自主研发的北斗二代导航系统建设,将来在任意时刻至少能接收到10~20颗卫星,这些丰富卫星信号为利用单站GPS斜路径获取空间水汽分布特征提供新的契机。本文针对传统地基GPS获得的可降水量PWV仅能反映水汽的一维信息的特点,采用单站地基GPS斜路径方向的观测水汽总量SWV,绝对VSWV和相对VSWV,对香港暴雨期间水汽变化做了实验分析,并对GPS单站所能覆盖的范围做了研究。结果表明,单站的绝对VSWV和相对VSWV能较好的反映水汽的空间分布,从而利用离散GPS监测站实时监测水汽空间变化提供了一种高效手段。     

约束条件对GPS水汽层析解算的影响分析

附加约束条件的层析解算是解决GPS水汽层析观测方程不适定性的主要方法之一。本文对水汽层析中用到的各种约束条件进行了详细阐述,并利用模拟的两个GPS网分析了约束条件对层析解算的影响。结果表明,当水汽在水平方向变化较为平缓时,水平约束方程的权阵对层析结果具有较大的影响。另外,当GPS网测站间的相对高差较小时,仅利用GPS技术很难实现对水汽的准确监测,且层析结果的可靠性在很大程度上依赖于先验信息的精度。但是,对于测站间相对高差较大的GPS网来说,层析结果对先验信息的依赖性明显减弱,即使不采用其它观测手段获取的先验信息,也能得到可靠的层析解。     

自适应Kalman滤波用于GPS层析大气湿折射率

在分析Kalman滤波层析方法的基础上,将基于指数渐消因子的自适应Kalman滤波方法用于层析大气湿折射率,并结合香港地区CORS网观测资料及探空气象观测资料进行了分析.结果表明,该方法能够长时间以较高精度反演湿折射率垂直轮廓线,较好地反映了大气的实际状况,有效避免了一般Kalman滤波可能出现的发散.     

统一方差分量估计公式

本文提出了一种适用于协方差阵奇异或非奇异、设计阵列满秩或降秩时的方差分量估计方法;其公式推导简单,形式统一,不需解线性方程组,同时可保证迭代计算方差分量的非负要求。作为特例还和Helmert法及MINQUE法作了比较。最后讨论了用真误差进行方差分量估计的计算公式,并给出了一个测距误差分析的实例。     

地基GPS与掩星联合的电离层层析成像方法研究

由于有限视角、稀疏布站等原因,地基G PS电离层层析成像存在垂直分辨率不高的问题,联合掩星进行电离层层析成像是一个重要的解决途径。一方面地基G PS观测能保证电离层层析成像的时间连续性和区域覆盖性;另一方面由于掩星信号能够提供地基G PS没有的水平射线信息,提升了电离层层析成像的垂直分辨率水平。利用地基GPS站与COSMIC卫星的掩星观测进行的仿真结果表明：与仅利用地基G PS相比,联合掩星进行电离层层析成像,不仅在电离层电子密度反演精度方面有明显提升,而且在电离层F2层峰值高度（hm F2）和电离层总电子含量（T EC ）的精度方面同样有明显提高。