稳健总体最小二乘Helmert方差分量估计

对于总体最小二乘而言,经常需要处理不同精度或者不同类型的观测数据,根据先验方差来定权往往不准确,同时观测数据中可能含有粗差。针对这两个问题,提出稳健总体最小二乘Helmert方差分量估计,将稳健估计和Helmert方差分量估计同时应用于总体最小二乘中。最后通过两个实验的计算结果表明,该方法是可行的、有效的。     

抗差Helmert估计在BDS/GPS组合定位权比分配中的应用

BDS与GPS双系统组合定位时,每个子系统需要进行定权,不同系统间的差异性会导致定权不准确。为提升组合定位精度,本文提出一种基于抗差Helmert方差分量估计的组合定位算法（RH算法）。首先,建立Helmert方差分量后验估计模型,区分多类型、不同精度的观测值,实现系统间权值的动态分配;然后,构建基于IGGⅢ方案的改进等价权函数,调整含粗差观测量的权值,解决观测值易存在粗差导致Helmert模型收敛失真的问题;最后,通过测试实际采集的双系统观测数据,验证算法的有效性和准确性。     

星载GPS相位非差观测粗差和周跳的探测与修复

提出了以历元间星载GPS载波相位观测值之差作为观测量,结合拟准检定法（QuAD）来探测和修复非差星载GPS相位观测值中的粗差和周跳的方法。利用仿真低轨卫星GPS相位观测数据,对粗差和周跳的特性进行了分析,并对探测和修复步骤与效果进行了详细说明。实验表明,该方法不仅计算简捷,而且能有效修复非差载波相位观测值中的粗差和周跳,为非差星载GPS精密单点定轨提供了良好的质量控制基础。     

GPS天线相位中心校正对GRACE卫星精密定轨的影响

使用GRACE卫星星载GPS观测数据,研究地面获取的先验PCV模型和利用残差法估计的在轨PCV模型对低轨卫星精密定轨的影响,并采用GFZ精密轨道对比和SLR检核手段对其进行评估。结果表明,使用先验PCV模型会降低GRACE卫星定轨精度,相反利用在轨PCV模型可以提高定轨精度,提升数量级可达mm级。     

两种北斗卫星精密定轨方法的对比

给出了北斗卫星单系统和多系统融合非差精密定轨方法的基本原理和主要区别,并结合实测数据,对比分析了两种方法的定轨精度。结果表明,在一定观测条件下,两种方法定轨精度基本相当,GEO卫星三维定轨精度能达到1 m左右,IGSO和MEO卫星能达到0.2~0.3 m,3类卫星径向轨道精度优于10 cm。     

长距离GPS基线及卫星定轨计算精度

利用６个ＧＰＳ固定观测点３天的观测资料，采用伯尔尼３．５版软件用多种方法计算了长距离ＧＰＳ基线边及ＧＰＳ卫星轨道参数。结果表明，对８００～３０００ｋｍ的ＧＰＳ基线，利用精密星历计算，边长及其经纬度分量重复测量精度可达１０－８～１０－９；同精密星历相比，２天轨道弧段的定轨精度为１～４ｍ（坐标中误差）。显然，采用ＩＧＳ（国际地球动力学ＧＰＳ服务处）计算中心的精密星历可以满足地球动力学及地震预报研究对ＧＰＳ的精度要求，而利用国内的观测点资料作ＧＰＳ卫星定轨，可以满足一般测量的精度要求     

BDS卫星天线相位中心改正模型比较

介绍北斗二代卫星系统(BDS)3种卫星天线相位中心改正模型,分析对比不同模型对精密定轨、卫星钟差以及精密定位的影响。结果表明,ESA/ESOC的BDS卫星天线相位中心改正模型在精密定轨、卫星钟差和精密定位方面均优于其他模型结果,建议在北斗高精度数据处理中采用。     

GRACE-FO卫星非差运动学精密定轨及精度分析

在详细分析非差运动学精密定轨原理和步骤基础上,采用平滑卡尔曼滤波算法,通过自主研发的精密定轨软件对GRACE-FO卫星进行非差运动学精密定轨。结果表明,与官方科学轨道相比,平滑滤波不仅能提高定轨开始阶段的精度,而且整体上定轨精度也得到提升,GRACE-FO C星轨道残差为2～4 cm, GRACE-FO D星轨道残差为3～5 cm。     

多类观测量联合平差中方差分量估计的序贯算法

在赫尔默特公式的基础上．推导了多类观测数据联合平差中方差分量估计的序贯算法,它区别于以前文献中使各类观测量所对应的验后单位权方差整体趋于一致的做法,而采用逐类（次）平差法,在每次平差后进行方差分量估计,依次使各类观测量的验后单位权方差趋于相等。该算法未作任何近似,依然保留原赫尔默特方差分量估计公式所具有的优良统计特性;它克服了原来严密公式计算中占用内存大、计算繁琐的缺点,不需要额外保留逐类（次）平差的历史数据,非常适合计算机程序实现。     

抗差部分岭估计及其在GPS快速定位中的应用

针对GPS快速定位中观测资料含有粗差且因观测信息不足造成设计阵“部分病态”的实际情况,对现有的抗差有偏估计进行改进,提出了一种新的抗差有偏估计——抗差部分岭估计,并讨论了抗差部分岭估计中“部分岭参数”的选择方法。计算结果显示,新估计与现有的抗差有偏估计相比,具有精度高、速度快、稳定性好的特点。     

Tianhui-1C卫星数据质量分析及精密定轨

对Tianhui-1C卫星的星载双频GPS数据进行质量分析,利用伪随机脉冲方法进行简化动力学定轨,采用重叠弧段比较法对其精密定轨精度进行初步分析,并从理论上分析星载GPS接收机由单频改为双频对测图精度的影响。实验表明,Tianhui-1C卫星的星载GPS观测数据完整率优于80%,周跳比优于47,L1频点的多路径误差约0.22 m,L2频点的多路径误差约0.23 m,LC组合观测值的验后残差RMS优于9.7 mm。采用轨道重叠弧段比较法对两个时段共48 h的星载GPS数据进行精密定轨精度比较,三维精度优于3.65 cm。定轨精度的提高,可使无地面点控制条件下等高线间距（CI）精度提高3.866 m,高程误差提高1.171 m。     

考虑卡尔曼滤波伪观测值的Helmert方差分量估计及其在GPS/BDS组合PPP中的应用

在GPS/BDS组合PPP中,引入基于卡尔曼滤波的Helmert方差分量估计来确定PPP中各类观测值的权重,针对卡尔曼滤波预报值权阵与观测值权阵验前单位方差不一致的情况,将卡尔曼滤波预报值作为伪观测值,与观测值一并进行Helmert方差分量估计处理。实验证明,该方法能够在合理确定当前历元各类观测值权重的基础上,有效平衡观测信息与预报信息对参数估计的贡献,可显著改善GPS/BDS组合PPP的收敛速度与定位精度。     

利用基准站观测资料确定GPS卫星轨道

介绍了目前国际上GPS卫星定轨现状、定轨工作原理和计算所采用的方法。利用中国地壳运动观测网络基准站的观测数据，进行自主星历的计算，获得了GPS卫星的轨道信息并进行了结果的精度分析。研究了基准站的选取，讨论了精度较高、计算用时较少的基准站选取方案。由该网络得到的自主星历的精度在0．4m以内。     

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一种北斗混合系统单点定位随机模型的优化方法

针对北斗混合系统中不同轨道类型、BDS-2/BDS-3卫星间观测值的差异，提出利用基于北斗UERE的Helmert方差分量估计模型对北斗混合系统定位的随机模型进行优化。对基于等权模型、普通Helmert方差分量估计模型及本文提出的优化模型进行单点定位实验，从定位精度与定位成功率上对3种模型的解算结果进行对比分析。结果表明，相比于等权模型和普通Helmert方差分量估计模型，优化模型能提高在E、N、U方向上的定位精度，同时减少因卫星星座空间几何构型较差而导致的定位精度较低的情况，从而提高定位成功率。     

伪随机脉冲参数对BDS卫星定轨精度的影响分析

采用附加伪随机脉冲参数的动力学定轨方法对BDS卫星进行定轨,分别给出不同时间间隔的伪随机脉冲参数估计方案对BDS卫星常规状态、姿态转换状态以及进入地影状态时定轨精度的影响。结果表明,常规状态下,伪随机脉冲参数对GEO卫星定轨精度改善显著,相对较优的伪随机脉冲参数估计间隔与各类卫星运行周期吻合;对于姿态转换状态以及进入地影状态,6 h的伪随机脉冲参数估计间隔有助于提高相应卫星的定轨精度。     

不同数据预处理方法对北斗卫星精密定轨精度的影响

提出综合利用高次差法和多项式拟合法对COMPASS MEO卫星进行周跳探测的原理及实现方法,并采用COMPASS监测站实测数据使用不同的数据预处理策略对COMPASS MEO卫星进行精密定轨试验。结果表明,根据实测数据情况,合理选择周跳探测方法和预处理策略,可以改善定轨精度。     

基于GNSS和SLR观测数据的北斗卫星(GEO/IGSO)精密定轨

研究了联合GNSS和卫星激光测距（satellite laser ranging,SLR）观测数据对北斗卫星定轨精度的影响。仅利用GNSS观测值对北斗卫星进行定轨时,C01、C08和C10卫星的SLR检核结果显示,这3颗卫星的SLR残差均存在一定的偏差且不相同。加入SLR观测值联合定轨时,分别对估计和不估计系统偏差的卫星轨道结果进行分析。结果显示,对C01（GEO）卫星加入SLR观测值时必须引入系统偏差,否则会使轨道偏离;C08和C10（IGSO）卫星估计和不估计系统偏差时对预报轨道的精度均有一定的改善。最后统计了这3颗卫星的系统偏差,C01卫星的系统偏差达到50 cm,C08和C10卫星的系统偏差在5 cm以内。     

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