GNSS差分定位测速在无人机遥感应用中的关键技术研究

介绍了无人机遥感系统的特点,研究了单/多模系统、采样率、相机曝光延迟及杆臂值对空三精度的影响,通过对广西省某地区1∶2 000地形图飞行试验,在布设不同控制点个数情况下,分析了无人机机载POS、单/多模及不同参数值的GNSS数据解算结果对空三精度的影响,验证了5 Hz采样率的多模差分数据辅助空三测量满足精度要求,以及补偿相机曝光延迟和杆臂值的必要性。     

多模GNSS精密卫星钟差估计与分析

对基于历元间差分相位和非差伪距观测值的混合差分卫星钟差估计方法进行了改进,实现了多模全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）卫星钟差联合快速估计。选择了全球分布的50个跟踪站进行实验,对卫星钟差精度进行了分析和精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）验证。结果表明:多模卫星钟差与武汉大学提供的最终精密卫星钟差互差优于0.2 ns,精密单点定位结果与武汉大学发布的最终精密卫星轨道和钟差产品的定位精度相当。     

谷歌Nexus 9智能终端原始GNSS观测值的质量分析

受限于低成本、低功耗的全向线性极化天线和导航芯片,手机原始的全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）观测数据存在伪距噪声大、多路径效应严重以及载波相位观测值周跳频繁等特点,从而造成定位不准、轨迹不平滑等问题。基于此,提出了一种速度约束的双频实时伪距差分（real time differential,RTD）/实时动态差分（real time kinematic,RTK）自适应切换滤波定位算法,充分发挥L5/E5a/B2a信号抗多径能力强的优势,提升定位精度和模糊度固定率;使用速度约束载体历元间位置变化的方法,有效平滑了伪距噪声;通过RTD/ RTK自适应切换的方式,保证了不同观测条件下获得稳定的高精度位置信息。基于Huawei Mate40智能手机的实测定位结果表明,静态定位和行人动态定位的模糊度固定率分别为99.67%和57.99%;行人在半遮挡环境的动态定位平面精度约为0.5 m,城市典型环境下车载动态定位中超过70%历元的平面误差在1.5 m以内,实现了手机用户在城市环境下的高精度导航定位。     

TurboEdit单站GPS数据周跳探测方法的改进

分析了TurboEdit方法的局限性,提出了一种改进方法。该方法联合差分无电离层观测值(DLC)、电离层观测值(LG)和Moulborne-Wuebbena宽波模糊度观测值(MW)综合探测和确认周跳。对多个IGS站的处理结果表明,改进方法能够有效地剔除观测噪声造成的虚假周跳,从而增强了数据的连续性和参数估计程序的计算效率。     

一种北斗非差非组合长距离基准站模糊度解算方法

为了充分利用各频率观测值信息,提出了一种非差非组合的北斗卫星导航系统长距离基准站间整周模糊度解算方法。首先,直接利用不同频率的观测值建立误差观测方程,并采用随机游走策略估计相对天顶对流层湿延迟误差和电离层延迟误差,增加历元间的约束;然后,采用一种非差整周模糊度实时线性计算方法,依次得到基准站网当前历元所有卫星的非差整周模糊度,解决了在基准星变换时,模糊度需要承接或者重新进行法方程叠加的问题;最后,使用实测数据进行方法验证,结果表明,各基准站模糊度平均固定速度为20个历元（采样间隔1 s）,可快速实现基准站载波相位整周模糊度解算。由于所提方法充分利用了各频率观测值信息,避免了线性组合放大噪声对整周模糊度固定的影响,其模糊度固定成功率与无电离层组合法相比有较大的提高。     

非差增强信息与差分虚拟观测数据的等价变换理论

针对目前非差精密单点定位增强信息无法直接用于RTK(real time kinematic)相对定位的问题,研究了基于附加坐标约束的参考站非差精密单点模糊度固定解提取非差改正信息的方法,并建立了非差增强信息与虚拟参考站观测信息等价变换模型,重点论述了空间状态域信息(state space representation,SSR)在等价变换中的区别应用。根据RTK模糊度部分固定技术,利用实测数据设计实验证明了算法的正确性与可用性。结果表明,虚拟零基线可获得与网络RTK同等精度的定位效果,从而实现了区域增强系统在非差与差分模式上的高度统一。     

全球高精度对流层延迟建模及其在地基GNSS技术中的应用研究

对流层延迟是空间大地测量技术的一种主要误差源。在GNSS中,一般采用模型化或参数估计的方法削弱对流层延迟影响。目前已建立的对流层经验模型均是基于单一数据源,时空分辨率和精度有限,且现有的模型应用研究大多局限于定位解算的直接改正法。本文旨在建立高精度的对流层延迟模型,发展其在地基PPP和GNSS-IR(GNSS interferometric reflectometry)技术中应用的新方法,围绕多源对流层延迟产品精度评估、多源对流层延迟模型和高精度湿延迟模型建立、对流层延迟模型在PPP以及地基GNSS-IR技术中的应用展开研究,主要工作和贡献如下:(1)提出了顾及相邻层之间协方差的探空对流层延迟精度评定方法,得到全球312个探空站2010—2015年的ZHD,ZWD和ZTD的精度分别为2.87 mm、2.71 mm和4.85 mm。     

基于GPS相位观测值差分的小波变换在周跳探测中的应用

针对GPS载波相位观测值中出现的周跳,首先分别对GPS相位观测值做单差和双差处理,再根据小波变换检测信号的奇异性原理,将GPS相位观测值发生周跳处视为信号的奇异点,通过MATLAB编程,分别对相位单差和双差观测值进行小波变换来探测周跳.实验证明,基于差分法的小波变换周跳探测效率比较高,周跳位置探测比较准,而且双差观测值的周跳探测比单差观测值效果好.     

IGS基准站在高精度GPS数据处理中的应用

处理基于连续运行基准站的作业模式下高精度GPS控制网观测数据时,因国内网络工程基准站分布不均或选取的观测数据缺失造成网形结构较差的情况下,控制网的精度就会受到较大的影响。根据IGS基准站分布情况,适当选取部分基准站参与控制网的数据处理,能够明显改善控制网精度。本文以927工程西沙-南沙测区数据处理为例,采用IGS基准站以达到较好的网形结构,大幅度的提升了控制网精度,获取了较为理想的点位精度。     

卡尔曼滤波在GPS精密单点定位中的应用研究

GPS精密单点定位是对非差观测值进行各项系统误差的改正,利用相应的模型直接得到测点在ITRF框架下的坐标。本文研究并采用卡尔曼滤波方法对经过各项改正后的非差观测数据进行处理,详细阐述滤波模型中各种参数与噪声矩阵的取值方法,并说明GPS接收机钟的稳定性对模型误差的影响,给出描述接收机钟差的状态转移模型。采用C#语言编制基于卡尔曼滤波的数据处理程序,对IGS站24 h的观测数据进行处理与分析,得到厘米级的定位精度。     

一种GNSS区域站观测数据质量检测方法

经过多年观测与积累,GNSS站数据已形成大数据规模,面对大区域、多年GNSS观测数据,需研究数据质量检测方法,形成快速、常态化检测机制,为GNSS站观测数据快速提取与推广应用提供质量保障。本文提出了一种基于TEQC技术的GNSS区域站观测数据质量检测方法,分析了检测内容、检测方法及方法关键点;以大华北区域660余个站点10期观测数据为研究对象,采用所提出的方法,对其进行质量检测,并对检测结果进行了分析;通过实地考察站址观测环境,分析了误差超限的原因,从而修订了观测工艺流程;基于研究成果构建了适用于大规模GNSS站观测数据质量检测技术体系,可为全国GNSS站观测数据质量检测提供方法参考。     

GNSS连续站阶跃修复及其对数据处理的影响

近年来,由于仪器更换和强震影响,一些长期稳定的GNSS连续站出现了阶跃,严重地影响了参考框架的稳定性和解算精度,理论上这些测站不能再选为参考框架点。针对GNSS连续站阶跃修复及其对数据处理的影响进行了分析,结果表明：1）如果选用未修复阶跃的测站为框架点,将会扭曲解算结果;2）QOCA能够较为便捷地修复测站阶跃;3）修复测站阶跃能够保证参考框架点的稳定性,并能一定程度提高解算精度。     

GNSS多系统静态基线数据的统一处理方法

本文介绍了一种GNSS多系统静态基线数据处理方法,该方法使用统一的方式来处理GPS、GLONASS、北斗及三者融合的观测数据。这种处理方法已经实现在广州南方测绘仪器有限公司的静态后处理软件中。本文使用实际数据验证了这种处理方法,得到了较好的结果。     

建筑沉降观测数据处理

简述了建筑沉降观测的方法和水准测量数据结构,分析了建筑沉降数据处理的难点,针对难点提出用关系数据库表结构来处理沉降观测数据的方法,并以实例说明了该方法数据处理的效果。     

“陆态网络”并址站归心基线精密解算及GNSS基准站数据处理

<正>国际地球参考框架ITRF的解算需要全球导航卫星系统GNSS、甚长基线干涉测量VLBI、人卫激光测距SLR和多普勒卫星定轨和无线电综合定位DORIS技术的观测数据,以及各种技术的并址站归心基线。为了精确确定并址站的空间归心基线及其协方差信息,本文研究了GNSS/VLBI/SLR并址站的解算理论与方法,解算出中国大陆构造环境监测网络CMONOC("陆态网络")7个并     

TEQC在沿海GNSS业务化观测中数据质量分析的应用

利用TEQC软件的批处理检核了沿海CORS站的数据质量,得出GNSS业务化观测站选址稳定、质量可靠的结论,为后续精密数据处理提供参考,同时可对太阳风暴当天沿海CORS站的数据质量可及时进行分析处理.     

A New Data Processing Strategy for Huge GNSS Global Networks

In Global Positioning System (GPS) data analyses, large networks are usually divided into sub-networks to solve the conflict between increasing amounts of data and limited computer resources, although an integrated analysis would provide better results. This conflict becomes even more critical with the increasing number of stations, and low-Earth-orbiting satellites and the Galileo system coming into operation. The major reason is that a huge number of ambiguity parameters are kept in the normal equation for sequential integer ambiguity fixing. In this paper, the problem is solved by a special procedure of parameter elimination for both real-valued and ambiguity-fixed solutions, based on an adapted ambiguity-fixing approach where the covariance-matrix of ambiguity parameters is not required anymore. It is demonstrated that, with the new strategy, the required memory can be reduced to one-tenth and the computation time to at least one-third compared to the existing methods, and huge GPS networks with several hundred stations can be processed efficiently on a personal computer.     

测距基线稳定性的Hannoner法检定与数据处理

测距基线是检定测距仪加乘常数的长度标准。利用变形观测的数据处理方法来检定野外基线的稳定性,并运用Hannoner法的基本原理来进行测距基线稳定性的实例解算。     

国产GNSS数据处理软件的比较和分析

本文针对国内常用的三款商业软件中海达HGO软件、华测CGO软件、和南方GNSS数据处理软件进行研究,在截止高度角和采样频率等参数相同的情况下,对三种软件基线解算的质量、网平差后的点位精度、以及相同基线在GPS系统和北斗系统下的计算结果进行了对比和分析。实验表明,三种软件都较为成熟,并满足D级GPS控制网工程的精度要求;HGO软件对基线向量和网平差的处理结果要略优于另两种软件。      

非差模式的GNSS数据并行解算设计及实现

基于精密单点定位技术的非差模式是当前GNSS数据处理的主要策略之一。随着测站规模的增大,非差模式的处理时间也线性递增,传统的串行处理方法需消耗大量的计算时间。采用工厂模式和责任链模式实现了非差精密单点定位;利用轻量级的并行编程技术从底层设计并实现了基于任务的非差多核并行解算;进一步在网络多节点环境中建立并发布非差计算服务,实现了网络多节点协同并行解算GNSS数据。通过大量数据的测试与试验,验证了多核多节点的非差并行解算方案的高效性。试验结果表明,单节点多核并行、双节点网络并行、四节点网络并行、六节点网络并行的计算效率分别比单节点串行方案平均提高了2.74,5.30,9.38和14.69倍。