天线相位中心偏差变化及改正模型对精密单点定位精度的影响

利用精密单点定位程序对IGS站的实测数据进行计算,结果表明:平面方向,天线相位中心偏差和变化对精密单点定位精度影响较小;高程方向,天线相位中心偏差可造成厘米级的影响,天线相位中心变化的影响约5 mm;相比相对天线相位中心改正模型,使用绝对相位改正模型具有更多优点,尤其用于高精度GPS授时其精度明显提高.     

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。     

GPS卫星天线特性与相位中心一致性检定

天线相位中心一致性的检测是GPS接收机检定工作中必不可少的内容。介绍了GPS卫星天线特性与微带天线相位中心变化模型．对天线相位中心的一致性检定原理及校准方法等进行了研究和探讨。     

环境负载对GNSS坐标时间序列噪声特性的影响研究

基于中国大陆构造环境监测网络的连续GNSS观测数据,选取云南省25个测站的坐标时间序列研究地表质量变化对建立噪声模型的影响。计算陆地水负载、大气压负载和非潮汐海洋负载引起的测站非线性变化,采用极大似然估计对不同噪声组合进行分析,分别建立负载改正前后各GNSS测站的最优噪声模型,同时估计速度的不确定度。结果发现,云南省GNSS测站各分量的噪声特性主要表现为闪烁噪声+白噪声(FN+WN);环境负载改正能够改变坐标时间序列的最优噪声模型;用加入环境负载改正后建立的最优噪声模型估计各测站的速度不确定度,对于E、N、U分量,分别有72%、80%、68%的测站的速度不确定度变小。     

小波稳健最小二乘估计的轨道误差校正算法及其在DEM中的应用

针对二次多项式模型去除干涉相位轨道误差时,须对干涉相位其他项的分布性质作假设等问题,给出基于小波多尺度分析的轨道误差去除算法。基于轨道误差相位在干涉图中表现为长波长低频的特性,将不同尺度空间上波长比轨道误差相位波长短的地形残差相位、噪声相位等进行滤除,并采用稳健最小二乘估计二次多项式模型参数,进一步降低残余地形误差相位等对轨道误差多项式拟合的干扰。结果表明,本文方法改正后的干涉图中含有的趋势性轨道误差更少,去除效果更优,可提升多项式拟合结果的可靠性。     

海潮模型差异对GNSS坐标时间序列周期信号及噪声特性影响分析

选取FES2004、EOT11a、TPXO7.2和Chinasea2010等4种海潮模型分别对23个CMONOC沿海测站进行海潮负荷位移改正,分析不同海潮模型对中国沿海区域测站坐标时间序列的影响。定量比较高频潮波参数模型间差异对周期信号的影响,结果表明,周日、半日潮波参数差异对海潮负荷位移改正后序列长周期信号、周年信号和半周年信号功率的影响最大可达4.3%、2.6%、2.0%和9.1%、0.7%、9.6%。基于Chinasea2010和TPXO7.2海潮模型的OTL改正使WN+FN+RWN测站噪声组合所占比例增至43%,而基于FES2004模型的OTL改正对测站速度不确定度的改善最大,39%的测站得到60%~98%的改善。     

全球对流层延迟模型的质量评价

对常用的3种天顶对流层延迟改正模型(Saastamoninen模型、Hopfield模型和EGNOS模型)进行误差分析,代入气象元素及测站位置误差,得出各模型的ZTD估值受误差影响的程度。使用C++语言实现以上3种模型,选取一系列不同纬度和高程的IGS站,利用IGS分析中心提供的气象文件,结合测站时空信息,导入程序进行模拟计算,并与IGS对流层产品进行比较,对改正模型进行质量评价。结果表明,Saastamoninen模型和Hopfield模型能够较准确地根据地面气象资料反映对流层延迟的日变化,Saastamoninen模型的改正精度略高于Hopfield模型;同时,无需实测气象资料的EGNOS模型RMS小于0.1 m,也可满足GNSS m级定位需求。     

北斗三号卫星天线相位中心改正模型对精密定轨和定位的影响

基于实测数据分析天线相位中心PCO改正模型和观测值频点选择对北斗三号卫星精密定轨和定位的影响。结果表明,基于北斗官方CSNO发布的PCO模型定轨定位表现稍优于IGS协议模型。此外,相较于两者PCO模型差异的影响,B1C/B2a与B1I/B3I观测值频点的选择对精密定位影响更为显著。以IGS B1I/B3I PCO模型为参考,CSNO B1C/B2a PCO模型定位坐标在E、N、U方向上的精度分别提升约5%、13%、14%,可应用于北斗高精度数据处理。     

利用正向建模方法反演三峡库区水储量变化

针对GRACE数据后处理过程中滤波导致的信号衰减和泄漏,利用模拟数据研究正向建模改正,改正的量级约为1 cm,在利用GRACE反演陆地水储量变化时这一影响因素不可忽略。基于2002-07~2014-12的GRACE Level-2数据反演三峡库区的水储量变化,结果表明,正向建模改正前后GRACE年周期项振幅分别为7.0±2.4 cm和7.2±2.7 cm,改正后信号泄漏有所减小;GRACE和水文模式数据均表现出明显的季节性特征,但GRACE受多种因素的综合影响,其周年项振幅略大于水文模式;水库3次蓄水引起的等效水高变化分别为60.2 mm、28.3 mm、20.5 mm,与利用水位观测估计得到的库区容量变化具有较好的一致性;分析2003~2009年正向建模改正前后GRACE反演得到的三峡地区等效水高变化速度的空间分布发现,改正后库区蓄水信号明显收敛。     

电离层延迟参数随机建模对GPS非组合精密单点定位的影响分析

提出顾及电离层延迟历元间变化的随机游走模型,利用全球分布的170个IGS测站2016-07观测数据,采用静态和仿动态PPP解算模式,分析3种随机模型对PPP收敛时间和定位精度的影响。结果表明,该随机游走模型在收敛时间上不受随机游走模型谱密度的影响,且在较小谱密度时收敛效果明显优于传统随机游走模型;从定位精度来看,该模型与白噪声模型结果相当,静态模式下平均RMS约为5 cm,动态模式下平均RMS约为8 cm。     

顾及GNSS坐标时间序列中季节信号的CEEMD降噪方法

针对互补集合经验模态分解（complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD）在GNSS坐标时间序列降噪过程中需要选取筛选准则的问题,提出一种顾及GNSS坐标时间序列中季节信号的CEEMD降噪方法。首先利用CEEMD方法对GNSS坐标时间序列进行分解,然后计算各本征模态函数（intrinsic mode function,IMF）的平均周期,将平均周期低于120 d的IMF分量作为噪声分量扣除,并重构剩余分量为信号分量。利用该方法对中国大陆227个GNSS垂向坐标时间序列进行降噪,并与以连续均方误差和相关系数为筛选准则的CEEMD降噪方法的结果进行对比。结果表明,本文方法未出现过度降噪,而其他2种方法均导致部分测站的季节信号被扣除;在未过度降噪站点,本文方法GNSS坐标时间序列的RMS、幂律噪声和速度不确定度的平均改正率分别为19.13%、88.29%和86.46%,优于其他2种方法。     

GPS和BDS天线相位中心改正对基线结果的影响分析

针对GNSS多模解算不仅可充分利用各系统优势,还能提高导航定位结果的精度和可靠性,但GPS/BDS之间未模型化的系统偏差将严重损害系统之间的兼容性与互操作性的情况。详细研究了BDS系统未模型化的天线相位中心偏差对解算结果的影响,并根据实测数据对推导的结论进行验证。结果表明,在本文的实验条件下,GPS与BDS之间确实存在较为显著的系统误差;消除天线相位中心偏差影响后,此系统偏差依然存在。     

对流层经验模型在中国VLBI站上的优化分析

利用2010~2012年的IGS天顶对流层延迟(ZTD)序列、ERA5格网数据积分ZTD序列,在中国4个VLBI站点上对目前常用的经验模型进行优化,分别建立Local_ERA和Local_ZTD模型。基于2013~2014年IGS并址站点ZTD数据,将改进后的2种模型与全球GPT2w模型、SHAO-Gm模型进行对比。结果表明,改进后的Local_ERA、Local_ZTD模型精度相近,相对于GPT2w、SHAO-Gm模型平均精度在4个VLBI站点上都有提高,尤其在水汽季节性变化较强的北京站改进效果明显;其中Local_ERA平均精度略高于Local_ZTD,比GPT2w模型精度提高7.90%,比SHAO-Gm模型精度提高21.26%。     

东北稳定参考框架NEChina20

选用中国地壳运动观测网络（CMONOC）在东北地区2012~2019年的GNSS观测数据,建立东北稳定参考框架（NEChina20）,实现由全球参考框架IGS14到NEChina20的位置坐标转换。NEChina20与全球参考框架IGS14保持坐标系缩放比例一致,两者在历元2020.0对齐。NEChina20的精度（稳定性）在水平方向约为0.5 mm/a, 在垂直方向 约为0.6 mm/a。参考框架的稳定性随时间的推移和覆盖面积的增加而退化,建议NEChina20 的适用范围在时间上限于从2005~2025年约20 a的时间窗口,在空间上限于东北地块及南端的河套断陷带和张家口-渤海断裂带。选用东北地区4个基岩站2000~2019年的GNSS连续观测数据,建立东北地区季节性地面升降模型。NEChina20与该季节性模型相结合,为在东北地区开展长期的、高精度的变形观测构建了基础设施。     

LOESS用于GNSS垂向坐标时间序列噪声识别与提取

针对GNSS垂向坐标时间序列噪声复杂、精度较差等特点,采用局部加权回归模型(locally weighted regression, LOESS)对中国大陆构造环境监测网络中289个GNSS站的垂向坐标时间序列进行降噪分析。首先利用LOESS方法对预处理后的时间序列进行降噪处理,得到降噪后的时间序列及噪声序列;然后采用Durbin-Watson(DW)检验对降噪后的噪声序列进行自相关性检验,同时采用Wilcoxon秩和检验方法对降噪前后序列的标准差、噪声项、速度不确定度等指标进行显著性检验;最后采用降噪前后序列的信噪比及前3个指标来定量评价降噪效果。结果表明,各测站降噪后的噪声序列不存在自相关性,采用LOESS方法降噪处理后各评价指标均有显著改正,表明LOESS方法能够有效减少GNSS垂向坐标时间序列中的噪声,进一步提高GNSS垂向坐标时间序列的精度。     

华为P40手机北斗三频观测数据质量及噪声分析

研究华为P40手机终端北斗三频观测数据质量及噪声特性,通过与测量型接收机对比分析发现,P40手机海思芯片具有较好的北斗三号信号捕获能力,B1I、 B1C和B2a三频信号信噪比略低于测量型天线,且3个频点均存在与终端芯片相关的系统误差。外置天线零基线实验结果表明,P40手机海思芯片零基线定位精度达到mm级,伪距和载波相位噪声可达到测量接收机噪声精度水平,B2a伪距噪声优于0.5 m,3个频点的相位噪声均优于2 mm。