对流层延迟改正内插方法的比较

对GPS获取的大气延迟改正加密内插的三种方法进行了简述与比较。并通过算例分析,得出从GPS观测值中获得的对流层延迟改正的双差分数据,采用距离反比加权内插法(IDW)和克里金内插法(Kriging)插法是比较有效的。     

低次曲面模型精度的研究

常见的内插方法有线性组合法、基于距离的线性内插法、线性内插法、最小二乘配置法和低次曲面模型法等。2001年,Dai对以上各种模型在多参考站技术中的应用进行了研究,认为各种内插方法在空间相关误差内插方面的效果并无显著差异,且由于低次曲面模型可以很好地逼近和拟合网络范围内电离层延迟的空间相关性。因此,采用一种加权的低次曲面模型计算河北省CORS网区域内的电离层延迟残差,并得出一些有益的结论。     

InSAR与GPS数据融合在变形监测中的应用研究

随着地面沉降监测手段日益丰富,对多源地面沉降监测数据进行数据融合逐渐成为研究的热点。本文针对大气延迟对InSAR地面沉降监测的影响,利用GPS获取对流层延迟,对不同的内插模型,讨论了Kriging内插法、IDW内插法对流层延迟改正的内插模型,并在IDW内插法的基础上进行改进,提出了IIDW内插法,采用香港GPS监测数据与哨兵一号雷达卫星监测数据,通过3种内插模型,得到不同内插方法的双差分结果,并分析比较了3种内插方法的优劣。用计算出的差分对流层延迟改正对InSAR影像进行改正。实验结果表明:IIDW内插法对对流层延迟进行改正不仅提高了D-InSAR的精度,而且为InSAR与GPS数据融合解决提供了一种新的思路。     

电离层内插模型的分析

常见的电离层延迟内插模型有:线性组合法LCM(Linear Combination Model)、距离相关线性内插法DIM(Distance Based Linear Interpolation Model)、线性内插法LIM(Linear Interpolation Model)和低次曲面模型法LSM(Low-order Surface Model)等。文中对4种模型的基本原理和方法进行了详细的介绍,并利用河北省CORS网的实测数据进行计算分析,从而对模型之间的内插精度进行比较。结果表明,LSM模型的内插精度无论是流动站在网内还是在网外都要稍高于其他3种模型;其他3种模型的内插精度相当。当流动站分别位于网内和网外时,LSM模型的精度变化最小;LIM变化次之;LCM变化最大。     

GPS网络RTK线性组合法与内插法关系的讨论

证明了线性组合法可以转化为内插法在平面的线性函数内插，得出了采用线性函数内插法模型在理论上也能直接消除卫星轨道误差项和电离层延迟项对动态用户的影响，并且还能大幅度削弱对流层延迟、多路径误差和观测值噪声对动态用户的影响。     

基于多项式拟合的移去恢复法求解对流层天顶延迟的研究

本文针对基于区域GPS网内插流动站对流层天顶延迟(ZTD)时存在的问题,提出了基于多项式拟合的移去恢复法。该方法利用对流层天顶延迟与高程之间的强相关性,通过多项式拟合将对流层天顶延迟中与高程相关的信息移去后再进行内插求解。采用SCIGN的GPS数据进行实验,结果表明:基于多项式拟合的移去恢复法的插值精度明显高于传统的反距离加权直接内插法,特别对于高程明显偏离参考站总体高程的流动站具有较好的改进效果。     

提高对流层天顶总延迟解算精度的新方法探讨

对流层天顶总延迟的解算精度,直接影响长基线解算的精度和大气水汽含量的计算精度。文中提出克利金内插法解算天顶总延迟的新方法,并利用南极长城站和周边IGS跟踪站的GPS数据,通过高精度解算软件GAMIT/GLOBK,解算出长城站上空的对流层天顶总延迟,将其与利用内插方法解算的天顶总延迟进行了对比分析,得出:利用该内插方法获取的南极长城站在夏季的天顶总延迟的均方差可达0.2mm,这对今后GPS高精度定位和GPS气象学应用来说,具有重要意义。     

基于多项式拟合的移去恢复法求解对流层天顶延迟的研究

本文针对基于区域GPS网内插流动站对流层天顶延迟(ZTD)时存在的问题,提出了基于多项式拟合的移去恢复法.该方法利用对流层天顶延迟与高程之间的强相关性,通过多项式拟合将对流层天顶延迟中与高程相关的信息移去后再进行内插求解.采用SCIGN的GPS数据进行实验,结果表明:基于多项式拟合的移去恢复法的插值精度明显高于传统的反距离加权直接内插法,特别对于高程明显偏离参考站总体高程的流动站具有较好的改进效果.     

Aitken插值法插值GPS卫星精密坐标

GPS卫星坐标的计算是GPS数据处理中重要的一个步骤,其精度直接影响到GPS定位的结果。在精密单点定位的数据处理中主要是通过内插精密星历的方法获取任意历元的精密卫星坐标,目前常用的内插方法有拉格朗日插值法、Neville内插法、切比雪夫插值法[1、6]。详细地介绍了Aitken插值法并对这几种算法的结果进行了分析比较,...     

广域差分GPS用户站的完备性监测

研究了广域差分GPS系统用户站粗差的检验和分离，应用广域差分GPS‘99南海实验，比较了广域差分GPS用户站单点差分定位中最小二乘法定位与卡尔曼滤波定位的方法，以及用户站在加入RAIM算法前后的精度等。     

GPS/VRS 参考站网络的对流层误差建模技术研究

在虚拟参考站(VRS)技术中,参考站与流动站间的高程差异会引起对流层误差改正数中存在系统偏差影响,使对流层改正精度降低。在常规网络内插改正模型的基础上,借助先验对流层模型,提出了一种能自主修正高程偏差的距离相关对流层网络内插模型(MHDIM)。基于四川GPS连续运行参考站网络(Sichuan GPS Reference Station Network-SGRSN)实际测试数据的分析表明,对于地形变化较大的中长距离稀疏GPS/VRS参考站网络(如流动站与参考站间高程差异大于500m),应用MHDIM模型可使对流层延迟误差改正精度提高到2到3cm并实现cm级网络RTK定位结果,适用于GPS/VRS参考站网络cm级实时动态定位要求。     

中长距离网络RTK大气延迟的Kriging插值方法研究

利用普通Kriging插值的指数函数模型和高斯函数模型,精密地实时估计网络RTK中用户站每一历元的大气延迟。利用一个含6个参考站的GPS网络(参考站间距为38.8～132.7km)的观测数据进行了实验,结果表明,对于长度为79.1km的基线的双差电离层延迟和双差对流层延迟,相应的Kriging插值(指数模型和高斯模型)的精度一般可达2cm和5cm,这表明普通Kriging插值可用于网络RTK用户站的大气延迟内插。     

GPS/VRS对流层延迟误差内插模型研究

在GPS/VRS高精度定位中,对流层延迟误差是影响定位精度的主要因素之一。由于该误差与各参考站间距离相关,目前主要是通过内插模型消除对流层延迟误差影响,实现用户高精度定位。通过总结近十年来主要的几种内插模型,并结合美国CORS网络的六个参考站的数据进行实验分析,发现内插模型误差和卫星高度角以及用户与参考站高程差是相关的,其中LIM模型和LCM模型能够获得较优的效果,可应用于消除对流层延迟误差。     

基于CryoSat-2测高数据的南极局部地区DEM的建立与精度评定

南极数字高程模型(DEM)是南极冰盖变化研究的基础数据,在我国南极重点考察地区Dome A及中山站至Dome A考察断面,利用新一代测高卫星CryoSat-2,对常用的几种插值方法如反距离加权、克里金、径向基函数、局部多项式和最近邻点插值方法的插值精度进行交叉比较,结果显示克里金插值方法的精度最高。利用中国第21次南极科学考察队采集的GPS数据,对克里金插值方法生成的两个区域的DEM精度进行验证。结果表明,坡度较小的Dome A区域DEM精度较高,平均高差为1.248 m,标准差为0.51 m;坡度较大的中山站至Dome A断面区域DEM精度较低,平均高程差达到3.87 m,标准差为9.358 m。     

Performance of Singapore Integrated Multiple Reference Station Network (SIMRSN) for RTK Positioning

Conventional RTK positioning is usable, but requires the use of a local base station. It is also restricted by the effects of the de-correlate atmospheric refraction on the GPS signal, which limits the use of the RTK positioning up to distances of 10–15 km from the reference station to the user. With a multiple reference station network approach, precise RTK positioning capability may be extended for a much larger area. The Singapore Integrated Multiple Reference Station Network (SIMRSN) has been established for this purpose. Using an existing method termed linear combination method, the multiple reference station network corrections are generated for the user on an epoch by epoch, satellite-by-satellite basis. A residual-based adaptive Kalman filter is proposed to improve network correction availability. The VRS concept is used to transmit corrections to the user for RTK positioning. Field tests were conducted to demonstrate the general performance of SIMRSN. The tests confirmed that RTK positioning within a multiple reference station network can provide the user with better than 3 cm in horizontal position, the height accuracy is in the range of 1–7 cm, and the average TTF (Time To Fix) are 46 and 76 s during GLC station and LPR station tests, respectively. With this highly efficient survey technique, the user needs only to be equipped with a single GPS receiver. This reduces equipment and manpower costs compared with traditional RTK positioning using a specially set up reference station. The multiple reference station framework also paves the way for various other applications beyond the traditional surveying profession. Electronic Publication     

长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法

基于区域参考站网的网络实时动态定位(real-time kinematic,RTK)方法是实现全球定位系统(global positioning system,GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)高精度定位的主要手段.研究了一种长距离GPS/BDS双...     

使用克里金插值法进行CGCS2000到海南地方坐标系的转换

在工程施工中,通常使用的是地方独立坐标系,各类工程施工图、成果图都要求使用地方平面坐标。如何实现GPS测量坐标到地方坐标的转换,一直是工程施工中的热点问题。本文介绍了从GPS定位坐标至平面坐标的两种转换模型,其中坐标网格法采用格网内插,算法设计简单,计算复杂度低,但精度会受内插网点的影响。在海南岛范围内精度较高,但沿海区域因无差值节点,需将格网外推。克里金内插法计算复杂度较高,但利用变形区域附近的点内插出畸变趋势,转换效果较好。通过对全岛范围约200个静态GPS点位、水准点位的转换结果进行比较,克里金转换算法可以满足一般工程测量的要求。     

GPS rapid static and kinematic positioning based on GPS active network

This paper presents a data processing strategy for GPS kinematic Positioning by using a GPS active network to model the GPS errors in double difference observable.Firstly,the double difference residuals are estimated between the reference stations in the active network.Then the errors at a user station are predicted as the network corrctions to user measurements,based on the location of the user,Finally conventional kinematic positioning algorithms can be applied to determine the position of the user station.As an example,continuous 24-hour GPS data in March 2001 has been processed by this method.It clearly demonstrates that,after applying these corrections to a user within the network,both the success rate for ambiguity resolution and the positioning accuracy have been significantly improved.