BDS与GPS数据解算地球自转参数精度分析北大核心CSCD

针对我国利用BDS数据自主确定地球自转参数(ERP)时,需对其精度进行验证和分析的问题,该文利用我国境内及周边的GPS基准站数据以及MEGX网BDS数据进行ERP解算,对解算结果进行精度对比和分析。解算结果表明:利用BDS数据解算的ERP,在X方向极移和国际地球自转服务(IERS)公布值差值的RMS为0.6576mas,Y方向极移差值的RMS为1.0324mas,UT1-UTC差值的RMS为0.0853ms;利用GPS数据解算ERP,在x方向极移差值的RMS为0.4516mas,Y方向极移差值的RMS为0.5475mas,精度明显比利用BDS数据解算的要高,UT1-UTC差值的RMS为0.2153ms,比利用BDS数据解算的精度差。利用两种技术解算ERP发现极移参数存在明显的系统性误差,而UT1-UTC值不存在明显的系统性误差。结果表明,利用BDS技术确定地球自转参数精度虽然比GPS要差,但较之前成果有了很大提高。     

UT1参数加密方法研究

介绍了潮汐对EOP参数的影响,及UT1参数的插值和外推两种加密算法,并对IERS提供的EOPC04序列的数值进行仿真。计算结果表明,在UT1参数加密时,需要考虑潮汐的影响,两种加密算法结果基本一致,插值算法的标准偏差好于0. 037 ms,外推算法的标准偏差好于0. 042 ms,插值算法略好于外推算法,两种方法各用于不同的场合。本文方法具有一定的实用价值。     

地球自转参数预报误差对天文测量影响的分析

由于地球自转参数(ERP)的滞后性,目前主要使用国际地球自转和参考服务IERS发布的Bulletin A(简称A公报)预报值进行解算,ERP预报误差对于天文测量的影响目前缺少系统的研究。为此,本文选取IERS 2015—2021近7年A公报的ERP参数对其长期预报及不同时间跨度预报误差分析,并以某站数字天顶望远镜观测结果为例,分析了ERP预报误差对于天文测量的影响。结果表明,随着时间的增加,预报精度越来越差,对于极移参数,1年跨度的预报误差值达到了0.021 as,预报误差对天文经、纬度及方位角的影响分别为0.045 as、0.041 as和0.042 as,完全满足一等天文测量的精度要求;而UT1-UTC预报精度是限制A公报精度的主要因素,60天UT1-UTC的预报误差值已达到了0.007 s,对天文经度的影响达到了0.379 as,已超出一等天文测量的精度要求。为了满足一等天文测量的要求,选取UT1-UTC预报值时,其时间跨度最大为40 d。     

基于ARIMA模型的地球自转变化预报

准确预报地球自转变化对于精密定位、空间飞行器的跟踪与正常运行,具有重要的科学意义和实用价值。根据周日变化（UT1-UTC）和极移变化（PM）的特性,用最小二乘法,建立了适合于UT1-UTC和PM趋势项和周期项观测数据的拟合模型。对于UT1-UTC残差序列采用差分自回归移动平均（ARIMA）模型进行预报,对于PM残差采用季节性自回归移动平均（SARMA）模型进行预报。实例结果表明：我们的UT卜UTC预报结果比地球自转服务（IERS）产品好,而PM比IERS要差一些。当大气角动量（AAM）和海洋角动量（OAM）数据参与计算后,对UT卜UTC的预报有细微改善,对PM无改善。     

数字照相天顶望远镜的测站坐标精度分析

针对利用数字照相天顶望远镜(DZT)测量地球自转参数中确定测站的瞬时天文坐标和国际地球参考架(ITRF)下的精确坐标问题，该文利用国家授时中心2017—2021年在丽江等多个台站的观测样机的长期测量数据，通过对分布在不同位置的多个测站的数据解算，分析了不同测站的坐标测量精度及对UT1测量的精度影响。基于2017—2021年的观测数据，进行DZT测量的精度分析。结果表明：几个测站的长期测量精度相近，天文经度长期测量标准差约为0.05 as,纬度方向为0.03 as,对UT1测量影响小于3.5 ms,该结果可为DZT测量ERP提供精确的初始坐标值。     

VGOS超宽带观测的首次UT1测量数据处理及分析

在国际甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry, VLBI）大地测量与天体测量服务组织协调下,首次利用隶属于VLBI全球观测系统（VLBI global observing system, VGOS）的美国Kokee和德国Wettzell观测站及并置的传统VLBI观测站开展了世界时（universal time, UT1）联合测量试验,观测数据在上海VLBI中心进行了干涉处理。结果表明,VGOS超宽带观测系统的UT1测量精度约为7 μs,并置基线的传统S/X双频系统测量精度约为14 μs,VGOS系统的UT1解算结果优于S/X系统。通过试验建立了从相关处理、相关后处理到UT1参数解算的完整数据处理流程,验证了上海VLBI相关处理机的VGOS数据处理能力,为承担国内和国际VGOS观测数据的相关处理任务奠定了基础。     

近三年VLBI观测的数据处理及分析

介绍了标准NGS数据格式与IVS(international VLBI service for geodesy and astrometry)网站公布的新格式之间的差异,将2005~2007年的VLBI数据进行了格式转换,利用由挪威大地测量研究所和澳大利亚地球科学研究所共同开发的OCCAM 6.2软件解算出大地测量参数(Xp,Yp,UT1-UTC、dψ,dε),并在解算过程中,将两种不同的UT1内插模型进行了对比,同时还将解算结果与IERS网站公布的数据进行了对比。     

现代大地测量学中的时间系统及其转换

现代大地测量学中的时间系统分为原子时系统和世界时系统两大类。原子时系统包括坐标时TCB和TCG、力学时TDB和TT,它们之间的转换公式主要是基于相对论框架得到的。世界时系统包括UT1、ERA、GMST、GST、LMST、LST等,它们之间的转换公式主要是基于地球自转、岁差-章动模型得到的。TAI是原子时的具体实现,UTC是连接原子时和世界时的桥梁。本文根据时间系统间的转换公式,计算了原子时系统彼此之间的差值序列,以及相关世界时系统在IERS 2003、2010规范间的差值序列,并分析了这些差值序列的特点。     

一种基于到达时间差的卡尔曼滤波定位算法

针对超宽带室内定位技术在复杂室内环境下易受到非视距误差影响造成定位精度下降的问题,基于到达时间差（TDOA）定位模型,对Chan算法和泰勒（Taylor）算法进行联合,并引入了无迹卡尔曼（UKF）滤波算法来进一步提高标签的定位精度,建立了改进的Chan-Taylor-SVDUKF联合定位算法。主要体现在：(1)采用双边双向测距（DSTWR）的方法来获取TDOA值;(2)采用改进的Chan-Taylor联合算法对受到非视距（NLOS）影响的观测值进行筛除;(3)针对TDOA模型中状态方程为线性的情况,用一步预测和一步预测协方差代替UKF中对状态方程进行的无迹（UT）变换;(4)针对UT变换中采用平方根法（Cholesky）分解易分解失败,采用奇异值分解代替Cholesky分解。实验结果证明,Chan-Taylor-SVDUKF算法提高了定位精度和稳定性。     

UKF的改进算法及其在伪卫星定位中的应用

首先介绍了伪卫星导航系统的观测方程和动力学模型方程。然后,分析了基于UT变换的UKF算法,针对该算法存在的问题,结合迭代滤波思想和抗差估计原理提出了一种新的抗差UKF算法。并与EKF和UKF算法进行了比较。计算结果表明,该算法不仅可以提高滤波器的精度,而且能够更有效地控制观测异常对导航解的影响,使导航解更能反映导航系统的真实情况。     

一种新的混合迭代UKF

从统计线性回归的角度对无味变换(unscented transformation,UT)进行分析,推导了迭代无味卡尔曼滤波(iterated unscented Kalman filter,IUKF)。针对IUKF计算量大的问题,结合弦线迭代法和IUKF,得到了一种新的混合迭代无味卡尔曼滤波器。数值仿真的结果表明,新滤波算法的精度优于扩展卡尔曼滤波、迭代扩展卡尔曼滤波和无味卡尔曼滤波,并可以有效降低IUKF的计算量。     

UKF的改进算法及其在伪卫星定位中的应用

首先介绍了伪卫星导航系统的观测方程和动力学模型方程。然后,分析了基于UT变换的UKF算法,针对该算法存在的问题,结合迭代滤波思想和抗差估计原理提出了一种新的抗差UKF算法。并与EKF和UKF算法进行了比较。计算结果表明,该算法不仅可以提高滤波器的精度,而且能够更有效地控制观测异常对导航解的影响,使导航解更能反映导航系统的真实情况。     

不同光压模型在北斗三号MEO卫星中的定轨分析

针对不同太阳光压模型在北斗三号MEO卫星定轨中适用性不同的问题,借助全球卫星导航系统数据对ECOM1-9模型、ECOM1-5模型、ECOM2模型、ECOMC模型在北斗三号MEO卫星中的适用性进行了分析,并分别采用国际激光测距服务中心提供的卫星激光测距数据、重叠弧段数据进行内外符合精度评估。结果表明,采用ECOMC模型定轨时,不同北斗三号MEO卫星内外符合精度均最佳,外符合精度最佳时,RMSE为3.3 cm,STD为3.0 cm。与ECOM1-9模型、ECOM1-5模型、ECOM2模型相比,ECOMC模型定轨内符合精度在径向分别提升了39.54%、16.84%、12.55%;在切向分别提升了51.33%、27.43%、10.46%;在法向分别提升了48.99%、21.42%、11.22%。     

VGOS天线地平遮挡角计算及其对UT1测量的影响EI北大核心CSCD

上海新建的2台VGOS(VLBI global observing system)天线被其附近原有的大天线遮挡,为了开展VGOS站网的联合观测,提出了一种基于天线几何位置关系的地平遮挡角计算方法。根据台站相对位置、天线口径及天线参考点到边缘点的距离等参数,即可得到VGOS天线的地平遮挡角。天马VGOS天线的最大遮挡角为22.3°,遮挡天区面积占5°以上天区面积的比值为2.19%;佘山VGOS天线的最大遮挡角为23.4°,遮挡天区面积占5°以上天区面积的比值为3.14%。通过在观测纲要中添加天线的地平遮挡角信息,成功实施了VGOS站网的联测。利用VieVS软件仿真分析了天马-维泽尔基线上VGOS天线的UT1测量精度,结果表明,天马VGOS天线的地平遮挡对UT1的测量精度没有显著的影响。     

国产高分辨率遥感影像几何定位精度分析

随着卫星、计算机和传感器技术的不断发展,高分辨率遥感影像在国民经济中的作用越来越明显,其高精度几何定位成了获取基础地理数据的关键步骤。本文以资源三号和高分二号影像为研究对象,通过数字正射校正,分析了在无控制点和不同控制点下的国产高分辨率遥感影像定位精度。实验结果表明：资源三号影像在无控制点情况下定位精度满足1∶100 000比例尺数字正射影像图生产要求,在1个控制点时定位精度满足1∶50 000比例尺数字正射影像图生产要求,不低于3个控制点时定位精度满足1∶25 000比例尺数字正射影像图生产要求;高分二号影像在无控制点时能够满足1∶5 000比例尺数字正射影像图生产要求,在不少于3个控制点时能满足1∶5 000比例尺数字正射影像图生产要求。     

我国新一代VLBI网性能分析

利用Monte Carlo方法模拟了我国境内由10个VGOS站所组成的新一代网及其子网在不同时长的观测实验;分析了新网整网观测纲要的各项指标及整网、子网(包括单基线、3台站、4台站、5台站组成的网)EOP的估计精度。结果表明:新网在scan数、observation数、观星数等方面明显优于传统网,且EOP精度较后者高4倍;新网单基线短时间测量的UT1精度可达10μs左右;多台站子网测量时,3台站网即可实现EOP(不考虑极移y分量)的24 h连续高精度发布。     

多尺度ARMA残差修正模型震前电离层TEC异常探测

为提高电离层总电子含量（total electronic content,TEC）扰动探测参考背景值的预测精度,提出了多尺度自回归移动平均（autoregressive moving average,ARMA）残差修正模型。通过对比该方法、ARMA模型、四分位距法（inter quartile range,IQR）及滑动时窗法对TEC背景值的预测精度,结果显示修正模型预测的TEC背景值平均相对精度为89.78%,分别比ARMA模型、IQR及滑动时窗法高5.18%、1.41%和1.42%,且预测值的残差绝对值小于等于3.0 TECU的百分比为91.67%,明显优于其他3种方法,说明修正模型探测震前TEC异常是可行的。利用该方法探测2013-04-20芦山县Mw7.0级地震震前电离层TEC扰动情况,验证了该方法的有效性。实验结果表明,震前第9天和第13天电离层明显的正异常和震前第1~4天明显的负异常极可能是孕育地震引起的,且正异常主要出现在08:00-10:00 UT,而负异常主要集中在0:00-14:00 UT。     

短波时号异常及其对高精度天文经度测定的影响

本文介绍了短波时号异常现象的存在，短波异常时号产生的机理、特性及规律，及其导致短波传递时延增大的幅度。从而分析了短波时号异常对高精度天文经度测定的影响，在相应的观测实施中，收录无线电时号应采取的有效措施。     

资源三号03星星载GPS精密定轨与精度评价

针对资源三号03星精密轨道精度评定的问题,该文对资源三号03星星载GPS观测数据进行质量分析,采用简化动力学方法,实现了资源三号03星精密轨道确定,从重叠弧段分析内符合和激光测距检核外符合两个方面评估了资源三号03星精密轨道精度。结果表明,资源三号03星精密定轨内符合精度达到1 cm,外符合精度达到3 cm。精密轨道总体精度达到厘米级,可为资源三号03星遥感影像和激光测高几何精度提升提供高精度的卫星轨道信息。     

亚太区域北斗三号对北斗二号精密单点定位的增强效果分析

北斗二号卫星导航系统主要由GEO和IGSO星座卫星构成,其整体星座的几何结构变化缓慢,导致应用于精密单点定位（PPP）时需要较长收敛时间。而北斗三号卫星导航系统的建成将有利于缓解上述问题,获得更优的定位效果。为了探究北斗三号对北斗二号PPP的增强效果,本文选取10个位于亚太区域内的iGMAS测站3 d的观测数据,首先分析3家IGS分析中心对北斗三号卫星精密产品的支持情况;然后分别对静态和模拟动态两种模式的定位性能进行展开分析。结果表明：①亚太区域内北斗三号卫星数量达到9颗。②加入北斗三号卫星后,静态PPP的收敛时间缩短了40%,收敛后的精度提高了46.5%;模拟动态PPP的收敛时间缩短了42.8%,收敛后的精度提高了45.7%。