短基线GPS定向系统及搜索模糊度优化算法的研究

GPS载波相位测量相对定位可以达到毫米级精度,利用GPS载波相位测量方向可以达到2密位的精度。研究了载波相位双差测量方向的原理和应用最小二乘法解算基线矢量的算法,详细讨论快速解算整周模糊度的优化算法。实验结果表明,应用双GPS测量方向的原理和搜索模糊度优化算法正确,其定向精度达2密位,解算时间小于0.3秒,并运用于产品中。     

GPS/BDS组合姿态测量及精度分析

给出了GPS/BDS组合双差观测模型和姿态测量解算算法,采用Kalman滤波进行动态基线解算的参数估计,利用LAMBDA方法固定双系统模糊度,获得动态基线固定解,最后通过基线的坐标系转换获得姿态角。比较了单系统和GPS/BDS双系统静态姿态角与动态短基线解算结果。试验结果表明,GPS/BDS组合姿态测量的精度和可靠性较GPS单系统都有显著提高。     

改进的遗传算法在GPS基线解算上的研究

遗传算法(GA)处理数值优化计算问题具有的简单通用、并行、稳健等特点,因此应用于高精度GPS定位的基线解算过程。针对双差模糊度的整数域和基线向量的实数域解的特性,进行了GA算法改进,包括实数编码的改进、遗传算子及其控制参数等算法设计,提出了基于非线性最小二乘准则的GPS相对定位同步解算基线向量和双差模糊度的优化搜索新方法,避免了分步解算模糊度中对浮点解的依赖性,首次实现了大范围、高精度、整数实数不同域上的同步求解,提高了GPS相对定位的稳定性,也体现了遗传算法的优越性。算例表明改进的实数编码遗传算法对同步解算GPS相对定位是可行有效的。     

北斗系统短基线解算数据处理方法

北斗卫星导航系统基线解算和高精度定位中的关键问题是整周模糊度解算。针对北斗系统的相对定位问题,该文利用B1、B2载波相位观测值组成宽巷双差观测值,利用搜索算法固定宽巷双差整周模糊度,建立宽巷及B1、B2的双差观测方程,并利用搜索算法固定B1的整周模糊度,进而固定B2的整周模糊度。以武汉大学PANDA软件处理结果作为参考值处理16km以下的四段基线进行算法的试验检验,结果表明,四段基线在E方向、N方向、U方向的精度分别为1.5cm、2.0cm、5.0cm,验证了利用宽巷组合观测值进行北斗系统基线解算是可行的,其精度和GPS系统相当。     

GPS/GLONASS组合静态相位相对定位算法

论文介绍了GPS/GLONASS组合静态相位相对定位模型,将GLONASS双差观测方程的模糊度参数表示成参考卫星的单差模糊度和双差模糊度参数;用误差分析法证明了单差模糊度按实参数估计不影响基线解算精度,而GLONASS双差模糊度必须按整参数进行解算;用Helmert方差分量估计确定GPS和GLONASS观测值的合理权比。实际观测数据处理结果表明：GPS/GLONASS组合定位较单一系统解算的基线精度均有提高,尤其比GLONASS单系统的解算精度有显著提高,比GPS单系统的精度也有适当提高,其中单历元基线解算精度约提高了10%,当单一系统的可用卫星数少于4颗时,GPS/GLONASS组合定位更具有应用价值。     

GPS短基线整周模糊度的直接解法

提出了在位移值较大的情况下(0.7 m),通过多种载波相位组合,解算短基线GPS整周模糊度的方法。导出了在解算过程中保证L1和L2载波的整周模糊度N1和N2为整数的条件,从而将DC(direct calcu-lation)算法[1]不仅推广到大变形的情况,而且推广到短基线GPS整周模糊度的解算,解决了快速准确解算短基线GPS整周模糊度的问题。     

利用DUFCOM和DC算法的GPS单历元双差整周模糊度快速确定算法

为解决DUFCOM方法单历元解算GPS双差整周模糊度因观测卫星数多导致解算效率低而影响GPS高频数据实时动态解算这一问题,同时考虑到DC算法解算效率高的优点,对观测卫星进行筛选分级处理,提出了一种快速确定算法。算例表明,该算法可避免在应用DUFCOM方法中二级卫星对一级卫星双差整周模糊度解算效率的影响,使得GPS单历元确定双差整周模糊度的效率显著提高,达到了GPS高频数据实时动态解算的目的。     

基于ICSO的DGPS整周模糊度的求解方法

针对差分全球定位系统(DGPS)模糊度解算过程中效率低,搜索慢的问题,对鸡群优化算法(CSO)进行适应性改进,并将改进后的鸡群优化算法(ICSO)应用到整周模糊度的快速解算中,利用卡尔曼滤波求出双差模糊度的浮点解和协方差矩阵,采用Lenstra-Lenstra-Lovasz (LLL)降相关算法对模糊度的浮点解和方差协方差矩阵进行降相关处理,以降低模糊度各分量之间的相关性,在基线长度固定的情况下,利用ICSO搜索整周模糊度的最优解. 采用经典算例进行仿真,仿真结果表明,与已有文献相比在整周模糊度的解算过程中改进的鸡群优化算法能有效提高搜索速度和求解成功率.      

GPS姿态测量中模糊度的快速解算

针对GPS姿态测量对模糊度的解算要求准确快速的特点,首先,从减少运算量入手,通过减少运算量,提高解算速度;其次,并根据姿态测量基线长度已知这一特点,来提高模糊度固定的准确度.基于上述两点提出了一种新的模糊度快速解算方法.     

顾及基线先验信息的GPS模糊度快速解算

采用GPS相位观测值进行快速定位时,其解算模型严重病态,最小二乘解得的浮点模糊度精度差且相关性大,导致整周模糊度搜索空间过大,难以正确固定。本文提出一种顾及基线先验信息和模糊度线性约束的整数条件的GPS模糊度快速解算方法,先用顾及基线先验信息的正则化算法解得精度较高且相关性较小的浮点模糊度,以减小整周模糊度的搜索空间;再综合利用整周模糊度间的线性约束的整数条件和基线先验信息,进一步有效地减小模糊度搜索空间,提高搜索效率。算例表明:顾及基线先验信息的正则化算法有效地改善了模糊度浮点解,模糊度线性约束的整数条件有效地提高搜索效率和成功率。     

基于GPS基准站网的GPS测量

采用基于GPS基准网的GPS测量可以提高GPS测量的可靠性和准确性 ,可以消除和减小GPS测量观测值中与时间和空间相关的大气误差和轨道误差的影响 ,使中、长距离快速静态定位和RTK动态定位成为现实 ,还具有可直接得到WGS84Z坐标等优点。本文介绍基于GPS基准站网的GPS测量 ,简要地论述GPS虚拟参考站法VRS和区域改正数法FKP的原理、方法和特点 ,以及目前实施中存在的一些问题     

GPS水准

本文根据国内外GPS水准研究的文献资料,结合作者的研究心得,分析、探讨了各种GPS水准的理论与方法。比较其特点和应用条件及有待深入研究的课题。本文共分三部分;第一部分先说明GPS水准概念,然后探讨了GPS大地高(差)的精度及GPS水准——几何法求定大地水准面的各种算法;第二部分讨论了如何应用重力资料精化大地水准面的几何解;第三部分介绍了国内外一些重要的试验结果,以使读者有一明确的数字概念。     

GPS seismology

GPS seismology uses convential geodetic models to analyze GPS data at high sampling rates, such as 1 Hz. GPS seismology results are shown for the Denali, San Simeon, Tokachi-oki, and Chuetsu earthquakes. Records for these earthquakes indicate that GPS is an excellent instrument for measuring large displacements near earthquake ruptures. GPS systems can be improved for seismic applications if their sampling rates are increased from 1 to 10 Hz.     

GPS接收机

Royal Tek公司引入了REB—12RGPS插件,它是一种供OEM使用的12信道接收机。通过使用L1波段的C/A编码,这种接收机可在没有可用性选择(SA)的情况下,提供25m位置精度和每秒0.1m的速度精度,它接受RTCM104差分GPS修正,并通过NMEA0183接口输出数据,这种接收机可在1800m的高空每秒515m的速度和4g的加速度,以及在—40°至185℃范围的温度中工作。     

GPS抗干扰

最近几次大的局部战争中，全球定位系统GPS（Global Positioning System）受到了越来越多的关注，它已经成为现代战争的又一块重要领域。即使在民用领域，从天上飞行的航班、地上急驰的车辆、海上游弋的船只到宏物小狗脖子上戴的跟踪器，GPS是无时无刻都在发挥着重要作用。目前，欧共体兴致勃勃地组建Galileo导航系统，并希望能在未来的全球导航卫星系统GNSS（Global Navigation Satellite System）唱主角。我国在2000年也成功发射了两颗“北斗“导航试验卫星。这些再加上俄罗斯那苦苦支撑的GLONASS，使得GPS发展及其相关议题变得越来越引人注目。本文重点介绍了一些针对GPS干扰的措施和技术，指出了这些措施和技术的优点和不足。另外，GPS系统构成、工作原理及干扰形式在此亦有所涉及。     

低轨卫星星载GPS数据分析

分析星载GPS观测文件相对于常规地面GPS观测文件的特点,计算一天可观测到的星载GPS卫星数目,结果表明其数目集中在4～10颗范围;研究精密星历、快速星历、超快速星历的特点及快速星历、超快速星历的切比雪夫拟合结果,拟合残差均在厘米级,体现了不同星历的特性。