一种GPS测定姿态的新方法——具有坐标函数约束的单历元阻尼LAMBDA算法

在作者提出的GPS单历元阻尼LAMBDA算法的基础上,结合固定边长条件,给出了一种GPS姿态定位的新方法。该方法的特点在于:(1)仅利用当前一个历元的GPS观测数据;(2)在单历元法方程中添加阻尼矩阵,克服了LAMBDA方法的局限性,提高了模糊度搜索速度;(3)利用三台接收机的固定边长条件直接平差,可以提高模糊度解算的可靠性和定位精度。     

GPS单历元定位的阻尼LAMBDA算法

结合Teunissen提出的LAMBDA方法和阻尼最小二乘估计的原理,提出了一种新的单历元算法,即阻尼LAMBDA方法。     

GPS单历元定向和测姿算法及其精度分析

在GPS单历元阻尼LAMBDA算法的基础上,结合固定边长条件,给出了一种GPS定向定姿的新方法,同时给出了GPS单历元定向和定姿精度估算公式。     

GPS动态定位OTF算法的新进展：双历元法及其结果

开发高精度的实时ＧＰＳ动态定位技术是近几年的热门课题，基于ＧＰＳ码的差分定位（ＤＧＰＳ）的现已达到３～５ｍ的精度，而基于载波平滑码的差分定位也已达到１～３ｍ的实时精度，尽管如此，这些结果仍不能满足许多高精度用户的要求，这就促使运动中载波相位模糊度解法（简称ＯＴＦ算法，它是实现ｃｍ级ＧＰＳ动态定位的关键）的研究近几年取得突破出进展。本文首先评述了已有的几种ＯＴＦ算法，提出了一种新的利用ＧＰＳ载波相位     

宽巷组合及轨迹约束下的列车在轨动态单历元定位算法

动态单历元定位的一个关键问题是模糊度的正确解算。通过增加约束条件,可提高单历元解算模糊度的可靠性。当接收机沿线路中线运动时,首先根据接收机的伪距差分位置,计算出其大致里程,进而根据该里程处的线路设计数据构造轨迹约束条件。由于宽巷组合波长较长,其模糊度比较容易确定,通过附加轨迹约束条件的阻尼LAMBDA方法首先固定宽巷模糊度。在宽巷模糊度固定后,再次附加轨迹约束来确定L1、L2模糊度,实验结果表明该算法可获得很高的解算成功率。     

附加约束法及其在GPS快速定位中的应用

针对在短时间内GPS观测方程的法方程容易形成病态的实际,探讨用附加约束条件来消除其病态性的方法,然后用LAMBDA方法确定其整周模糊度,实际实验证明,对于单频GPS接收机,利用连续几个历元数据,使用该技术即可正确确定整周模糊度,从而实现厘米级定位。     

GPS实时动态定位中的坐标转换及应用

GPS测量得到的是WGS-84大地坐标系，而实用的定位成果通常使用地方独立坐标系，要求得到地方平面坐标。在GPS实时动态定位中，本文介绍了一种二维高斯平面坐标转换方法。经工程应用表明：该坐标转换方法既适用于静态测量又满足实时动态定位的要求。     

利用动态定位模块Track进行GPS单历元定位研究

在研究GPS单历元定位方法基础上,利用GAMIT GPS数据处理软件中的动态定位模块Track,分别得到了动船的运动轨迹和2011年3月日本地震发生后4个IGS站的位移量。实验结果表明：Track模块解算动态GPS数据能得到清晰的动船运动轨迹;采用TRACK模块解算地震发生时的GPS观测数据能够得到地震后的位移特征,且能有效探测主震发生时间。     

基于LAMBDA方法的GPS动态相对定位

基于载波相位观测值的RTK(Real time kinematic)定位技术能够在野外实时得到厘米级定位精度,核心技术是在动态条件下快速固定整周模糊度,解算动态条件下的模糊度参数.采用LAMBDA方法快速固定整周模糊度完成初始化,实时探测周跳,搜索并固定新的模糊度.用C++编制软件实现该算法,通过实测数据的计算,验证文...     

GPS动态定位中LAMBDA算法的分析及验证

利用载波相位观测量进行GPS动态定位的关键技术是模糊度的动态确定（AROF）,模糊度解算的实时性和可靠性是AROF研究的热点和难点。深入研究LAMBDA算法的原理和方法,并用实例解算进行分析,验证LAMBDA算法对模糊度求解的快速、准确和可靠,具有很好的实用价值。     

利用窗口小波去噪的高精度动态单历元定位算法

为提高动态单历元定位的精度和实现实时处理,提出了一种利用窗口小波去噪的高精度动态单历元算法。该算法首先利用常规单历元方法获得观测值残差,在当前历元右侧通过数据延拓来改善端部效应的影响,然后利用窗口小波对当前历元观测值残差去噪,通过交叉证认实现小波去噪分解层数的自适应选取,最后利用去噪后得到的较为干净的观测值实现最终定位。实验结果表明,与常规单历元定位相比,在不同的运动情况下,该方法的定位精度均有较大的提高,与小波后处理结果一致。     

附有基线长度约束的单频数据单历元LAMBDA方法整周模糊度确定

针对某些GPS动态定位中基线长度精确已知的特性,提出了附有基线长度约束的LAMBDA方法,同时在实践中使用两步搜索,对LAMBDA方法进行了优化。实测数据处理结果表明,该方法对LAMBDA方法的改进效果较为显著,能在基线长度已知条件下较高成功率地确定单频单历元数据的整周模糊度。     

附加约束条件的模糊度函数法及其在GPS相位差分动态定位中的应用

在分析动态定位模式下的Kalman滤波法和模糊度函数法各自局限性的基础上,提出了一种充分利用所有观测值信息的新方法——附加约束条件的模糊度函数法。该法对GPS动态定位实测数据的处理表明:在一般的地面车辆动态噪声水平上,只要有三颗卫星保持锁相,则可完全修复周跳并确定出运动天线的位置。实例验证了该法的有效性。     

抗差卡尔曼滤波在GPS动态定位中的应用

基于Kalman滤波的GPS动态定位中，动态观测量及其相应的动态模型可能存在异常，若数据处理不考虑对这些异常的特别处理，则模糊度的估值及其所提供的动态信息将极不可靠，按抗差估计原理，文中构造了状态向量和观测值对模糊度的影响函数，并由此建立了动态GPS定位的抗差Kalman滤波解法，实际计算验证了该方法的实用性和可靠性。     

考虑随机模型精化的精密GPS动态定位新方法

GPS动态定位要求建立函数模型和随机模型。函数模型描述的是观测值和待估参数之间的物理和几何关系，随机模型描述了GPS观测值的统计特征，并通过观测值的方差协方差给定了每个观测值对最后的定位结果的贡献。正确给定函数模型和随机模型对于GPS定位结果的估计和观测值的粗差探测均至关重要。由于有各种误差存在于伪距和载波相位观测值中，一般GPS动态定位模型均采用双差观测值来构建函数模型。有时候，仔细地使用单差观测值，较之双差观测值有更多的优点，给出了选用单差观测值的理由。但是单差观测值给函数模型带来了接收机钟差，如果直接使用单差观测方程，设计矩阵是奇异的。为了解决这个问题，将伪距观测值中接收机钟差项和接收机延迟项合并为一个新的未知参数。至于载波相位观测值，首先选定一个参考卫星，然后在观测方程的右端同时增加一正一负的参考卫星单差整周模糊度，将正项与接收机钟差项和接收机延迟项合并为一个新的未知参数，将负项和原观测方程中的单差整周模糊度项合并为双差整周模糊度，而参考卫星观测方程的模糊度项则为零，这样无须组建双差观测值，软件实现较容易，也可以直接使用LAMBDA法求整周模糊度，最终也解决了观测方程奇异的问题。准确理解观测值的统计特征是建立GPS随机模型的基础，长期以来GPS商业软件均采用简化模型。关于GPS随机模型的研究远没有函数模型那样受到广泛关注，静态GPS定位可以采用方差协方差分量估计等严密的方法，而动态定位无法承担方差协方差分量估计的计算负担。GPS观测值的信噪比(SNR)是GPS接收机观测过程中的副产品，影响SNR值的因素，如大气层、多路径、接收机内部电路等，也正好是GPS观测值的误差源，因此GPS观测值的方差与SNR存在一定的对应关系。利用这个对应关系来精化GPS随机模型。为了验证本文采用的函数模型的正确性和随机模型的有效性，我们对1999年的一次实测数据(包括零基线和短基线)进行了试算。与零基线的真值和GPSurvey 2．35处理的短基线静态结果比较，表明使用的函数模型是正确的。简化随机模型和精化随机模型处理的结果比较说明精化模型提高了基线处理的精度，同时说明了研究GPS随机模型精化的必要性。     

一种单频GPS快速静态定位技术

针对在短时间内GPS观测方程的法方程容易形成病态的实际,探讨用附加约束条件来消除其病态性的方法,然后用LAMBDA方法确定其整周模糊度。实际实验证明,对于单频GPS接收机,利用几个历元数据,使用该技术即可正确确定整周模糊度,从而实现cm级定位。     

带约束条件的自适应滤波及其在GPS定位中的应用

推导了约束状态下的卡尔曼滤波递推方程,采用不消去状态参数的方法,在卡尔曼滤波的数学模型中增加约束状态方程推导出约束状态下的卡尔曼滤波递推方程.表明采用带约束条件的滤波递推过程与一般卡尔曼滤波递推方程相似,只要对预报值及其协方差增加一项约束条件改正项即可,因此,在滤波计算上不需要做大的修改.还讨论了带约束条件的卡尔曼滤波的自适应算法,说明一般自适应滤波算法同样适用于带约束条件的滤波,因此在应用上非常便利.利用一组GPS动态定位数据中的伪距观测值进行计算分析,并以距离作为一个约束条件,结果显示约束条件对滤波结果的改善程度与约束条件和动态系统本身有关.对于一般卡尔曼滤波中因模型确定误差和动态目标突然加速而导致的滤波发散现象,如果增加约束条件的约束力较小时,同样会出现滤波结果偏离,因此,带约束条件的滤波同样需要考虑滤波的自适应性.     

GPS动态测量连续周跳检验

本文针对ＧＰＳ动态测量中经常出现的连续周跳,提出了一种新的连续周跳的检验方法。该方法在理论上是最优的,与Ｋａｌｍａｎ滤波平行操作,能够实行处理周跳引起的偏差;而且,在偏差估计的同时,兼顾后续偏差检验,因而可利用尽可能多的观测历元信息来获取精度较高的偏差估值。实例计算表明,该方法在应用中是很有效的。