复杂环境下高频GNSS时间序列粗差处理方法

针对复杂环境下高频全球导航卫星系统(GNSS)变形监测序列粗差多、类型不同的特点,该文提出了一种结合极点对称模态分解(ESMD)和一阶差分的粗差探测方法。首先采用ESMD获得观测序列有限个本征模态函数(IMF),根据斯皮尔曼系数确定IMF趋势项而获得残差序列;然后针对残差序列无法准确识别区域态粗差问题,构造残差一阶差分序列并根据离散态和区域态粗差特点探测粗差;最后进行积分还原获得残差序列并叠加趋势。仿真实验结果表明,该方法能识别出序列中的离散态和区域态粗差。能很好地应用于沪苏通长江公铁两用大桥高频GNSS变形监测中,对其他类似的公铁两用桥的粗差探测和修正提供参考和借鉴。     

粗差检测与抗差估计相结合的方法在动态相对定位中的应用

分析了粗差对GPS动态相对定位的影响,给出了相应的影响函数和抗差估计方法。建议采用粗差探测与抗差估计相结合的方法来处理GPS动态定位中的粗差问题。抗差估计中的等价权分别采用了IGG3方案和双因子等价权函数,对两种方案的效果进行比较和分析,并利用实测数据对所提方法的实际效果进行了检验。结果表明,基于粗差探测和抗差估计相结合的粗差处理方法可有效控制和抵御粗差的影响;分别采用IGG3方案和双因子等价权函数的定位结果差异较小。     

改进M估计的抗多个粗差定位解算方法

随着导航卫星数量的增多,观测数据中出现多个粗差的概率显著增大,基于单个粗差假设的RAIM算法不能保证多个粗差的有效抑制。抗差估计在定位可靠性要求高的场合受到了广泛关注。针对传统M-估计受初值误差影响的问题,提出了一种基于改进M-估计的抗差定位解算方法。该算法采用S-估计方法计算初值,根据可用卫星数实时调整S-估计中的参数使得初值能够最大限度抑制粗差。GPS观测数据处理结果表明改进的M-估计能够有效抑制多个粗差。     

复杂环境下地基SAR粗差探测及应用

雷达视线受施工机械等的间断遮挡导致部分影像产生相位奇异值,从而造成解缠错误及误差传递,简单的相关影像处理难以识别受遮挡影像。本文提出了改进的基于小波变换的信号奇异性检测方法,通过对地基SAR PS点时序相位特征进行分析,将遮挡影像识别转化为粗差探测问题;由PS点相位序列与影像位置关系,根据测区PS点相位序列的奇异点集合得到受遮挡影像集;最后将受遮挡影像剔除后得到的地基SAR监测结果与精密全站仪、水准与游标卡尺数据进行对比分析。结果表明：本文提出的方法用于受遮挡影像的识别是可行的,解决了地基SAR在实际工程应用中可能存在的影像遮挡带来的测量数据含有粗差的问题,提高了监测区域伪影像检测的效率与准确性。     

因子图框架下里程计辅助GNSS/INS组合导航算法

在复杂观测环境下,GNSS/INS组合导航系统的GNSS信号易受干扰从而导致INS独立导航精度迅速下降。针对上述问题,本文基于因子图的里程计辅助GNSS/INS组合导航算法,利用里程计观测信息结合非完整性约束构建航向速度约束方程,同时采用能多次线性化计算和多次迭代的因子图优化方法进行参数估计。实际车载试验解算结果表明,在GNSS信号良好时,基于因子图方法比滤波方法具有更快的收敛时间,收敛速度提高了近10倍;在GNSS信号发生中断时,添加里程计辅助后组合导航系统在东向和北向分别提升了83%和89%。与传统的滤波融合手段相比,本文采用因子图优化后在东向和北向的定位精度分别有63%、70%的改善。     

GNSS变形监测时间序列的改进型3σ粗差探测方法

针对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)变形监测时间序列中粗差多、大小分布区间大的特点,提出了一种基于小波分析的改进型3σ粗差探测方法。利用实验模拟数据和实际工程数据,分别对该方法的探测效果同常规3σ法和四分位间距(inter-quartile range,IQR)法进行对比。结果表明,改进型3σ粗差探测法相对于常规3σ法和IQR法,不仅在总体探测率上效果更好,而且对探测3σ~5σ粗差的优势更为明显,满足了高可靠性的GNSS变形监测实际需求。     

结合影响分析的抗隐差型Bayes粗差探测方法

通过分析隐差现象产生的原因,将基于观测误差的后验概率法与基于Kullback-Leiber距离的影响分析相结合,并利用逐个搜索法的思想,给出了一种粗差探测的抗隐差型Bayes方法。实验结果表明,采用该方法进行粗差探测切实可行,不但有效地发现了被掩盖的粗差,而且运算简单,效率较高。     

GNSS伪距粗差的开窗探测及修复

针对GNSS伪距观测粗差,提出一种基于同一卫星历史伪距时间序列的时间相关性、不同卫星伪距间的空间相关性的开窗粗差探测修复方法。以窗口内历史伪距时间序列分别预测当前各卫星伪距,得到各卫星伪距预测值和实测值的残差并将其标准化,再用各卫星伪距残差的变异系数来衡量不同卫星伪距间的空间相关性,通过伪距时间相关性和空间相关性构成膨胀因子进行粗差定位,并以窗口内伪距相关为原则进行粗差修复。试验证明,该方法能在线探测修复多种类型伪距粗差,并能合理处理不影响定位的等量跳变。     

粗差分类探测的选权迭代抗差估计方法

针对粗差的复杂多样性,提出了对粗差的多种分类标准,以选权迭代IGGIII算法为基础,根据粗差的大小选用不同的单位权中误差,通过离群分析将孤立的大粗差剔除,并采用启发搜索探测多维均等粗差,最后用回带算法检验误判的粗差,得到了较好的粗差探测和抗差效果。本文方法,能够探测出小粗差、多维粗差、大粗差等各类粗差。     

平面相似变换的粗差探测方法及应用实例

基于最小二乘法的平面相似变换对粗差的反映不灵敏、稳健性差.在平面相似变换的模型建立前,必须进行粗差探测,剔除存在粗差或等级较低的公共点.本文介绍了粗差的探测方法及应用实例.     

基于精化预积分的因子图GNSS/INS松组合定位

针对扩展卡尔曼滤波假设的马尔可夫性无法追溯历史信息，并且只进行一阶泰勒展开无法获得最优状态估计的问题，引入基于精化预积分的因子图(FGO)算法。首先在预积分的理论基础上参照高精度捷联惯导力学编排方程，加入地球自转实现精化预积分，其次设计IMU精化预积分因子、GNSS PPP因子，构建GNSS/INS松组合因子图框架，最后利用非线性优化理论进行状态估计，获取滑动窗口内的全局最优解，并与EKF算法进行对比分析。实测实验结果表明，基于精化预积分的FGO松组合时，三维位置的均方根误差均在0.1 m以下；与EKF相比，使用FGO算法时三组实验数据松组合的定位精度在北方向、东方向、地方向分别提升了53.03%、52.35%、64.59%,60.14%、22.62%、50.06%,22.2%、40%、67.16%;对于导航级惯性导航系统，基于图优化算法的松组合GNSS中断60 s时，最大误差均在4.7 m以内。     

动态平差概括模型及形变与粗差的定位定值方法

本文首先建立了包括常规动态平差模型和静态平差模型的动态平差概括函数模型,推导了该模型下的主要平差计算公式和精度评定公式,指出动态平差对静态分期平差有良好的概括性,并讨论了动态平差模型下形变与粗差的统计区分检验公式与方法。其次探讨了多维粗差定位定值的基础,指出粗差分析的基本依据是反映观测值真误差之间线性函数关系的条件方程,而不是最小二乘平差后的残差向量V。提出了多维粗差的直接定位与定值法（LEGED法）和适合于各种最小二乘平差函数模型的多维粗差的统一定位与定值法（LEGU法）,指出LEGEU法的实质等价于LEGED法。算例表明,LEGED法和LEGEU法不仅能准确确定多个粗差的位置,而且能直接计算粗差的大小,且粗差估值与粗差真值之差属于随机误差的量级。然后探讨了粗差的定位定值特性,指出只有当粗差个数是与粗差的最小图相关数S满足k≤s－2时,才能确定粗差的位置和大小,说明了图相关粗差的不可区分性不会因为数据处理方法的不同而有所改变,提出了顾及粗差定位定值特性的粗差定位定值方法。最后论述了形变分析的实质,提出了比较完整的一般形变分析模型下形变与粗差同时定位定值的新方法。     

三种粗差检测方法的比较及分析

通过对数据探测法、拟准检定法和多维粗差同时定位定值法进行比较研究,对算例进行数值分析,比较这三种方法的优缺点。     

面向城市复杂环境的3种多频多系统GNSS单点高精度定位方法及性能分析

城市智能交通、自动驾驶等对高精度动态定位的需求为分米级甚至厘米级,但在城市复杂环境下信号遮挡、衰减和多径频繁发生,GNSS定位的可用性和精度严重降低。本文充分利用现有可用的多频多系统GNSS(GPS/BDS/Galileo/QZSS)数据,采用最新提出的单历元PPP宽巷模糊度固定方法(PPP-WAR),并与传统PPP方法和广域伪距增强精密定位方法进行对比试验,分析了这3种单点高精度定位方法在大都市高楼密布道路、小城镇狭窄道路和工业区开阔道路3种不同信号遮挡条件下的车载动态定位性能。结果表明,目前城市环境中的三频数据完整性高达94%以上,可满足基于多频GNSS单历元定位的需求。粗差阈值设定为3 m时,单历元PPP-WAR解在小城镇狭窄道路的水平定位误差RMS为0.41 m,达到了分米级定位精度,比广域伪距增强精密定位解和传统PPP解分别提高了53.9%和21.2%;3种方法在大都市高楼密布环境下的定位可用性均高于70%,在另外两种城市环境下的定位可用性均高于90%。粗差阈值0.5 m时,单历元PPP-WAR方法和传统PPP方法在小城镇狭窄道路环境中可用性依然可达～70%。单历元PPP-W...     

城市复杂环境下不同加权模型对动态SPP定位性能影响分析北大核心CSCD

城市复杂环境下,由于建筑物的遮挡,卫星定位严重受到非视距信号的影响。测量值随机误差加权模型是卫星定位的关键环节,它能够合理地分配各卫星在解算中所起作用的大小。因此,加权模型常用于缓解非视距信号对卫星定位的影响。本文针对目前主流的多种加权模型进行了系统总结和阐述,比较和分析了城市复杂环境下不同加权模型对卫星动态单点定位的影响。试验结果表明,各加权模型均能够在一定程度上提高定位精度,其中综合加权模型具有最优的性能表现。     

一种改进的抗差Kalman滤波方法在精密单点定位中的应用

分析了未能探测到的小周跳或粗差对GPS精密单点定位的影响,提出了一种改进的抗差Kalman滤波方法。该方法通过相位观测值验后残差分析,对传统抗差方案中等价权为0的情况进行周跳处理,能同时兼顾相位观测值中的粗差和小周跳问题。利用实测数据和模拟数据进行实验,结果表明,该方法不但可以显著改善未能探测的周跳对于定位结果的影响,同时避免了传统抗差方案中出现的后续历元相位残差持续增大的情况。     

投影差对正射影像图的影响及修改方法

通过分析航摄相片中投影差的大小与焦距、航高、地形的起伏大小及地物的高低等要素的关系,总结正射影像图变形产生的原因,研究如何减少投影差对正射影像图变形的影响,以及快速修改变形的方法。     

人口函数的数据处理方法及其抗差估计的应用

为了提高人口数据分析和函数模型预测的可靠性,本文分别从纯化人口统计数据和合理选择拟合函数两个方面讨论了提高人口函数拟合质量的途经。在人口数据处理和函数拟合中引入了抗差估计理论,增强了人口函数的抗干扰的能力。对人口拟合函数作了-些特殊处理,提高了函数的拟合度。所得结果的精度和可靠性优于传统的人口数据处理方法。     

城市控制测量及大比例尺测图方法与分析

本文介绍了控制测量与大比例地形图测绘在城市测绘中的重要性,并对控制测量与大比例地形图测绘的各种方法进行了分析与比较。     

基于钟差解耦的GNSS精密单点定位模糊度固定模型及效果分析

精密单点定位模糊度固定可以显著提升定位精度,钟差解耦模型作为一种重要的模糊度固定模型,却鲜有文献对其进行研究。本文首先给出了基于钟差解耦模型的用于模糊度固定的产品估计策略,分析了传统的消电离层模型和钟差解耦模型钟差重构形式的差异,导出了提取卫星码偏差的钟差估计模型。然后,深入研究了钟差解耦模型在钟差估计收敛速度等方面的优势。不同于其他模型将宽巷模糊度偏差视为天内常数,钟差解耦模型逐历元估计该偏差项,基于此展开对宽巷模糊度偏差天内时变特性的研究。最后,评价了解耦钟差的精度,并利用解耦钟差产品进行精密单点定位模糊度固定试验。结果表明,相比于提取卫星码偏差的卫星钟差估计模型,钟差解耦模型在钟差估计中的收敛速度更快,钟差产品更加稳定;宽巷模糊度偏差在天内较为稳定;解耦钟差产品具有较高的精度,相比于传统消电离层组合模型,基于该产品的精密单点定位模糊度固定可显著提升定位精度。