考虑潮波特性的GNSS-IR潮位反演方法

潮位监测对于保障沿海安全、海洋监测与分析非常重要。随着GNSS的发展,一种GNSS干涉遥感(GNSS-IR)的技术被证明可以进行潮位监测。该方法通过反演反射表面与天线之间的垂直距离(RH)来估算潮位。在GNSS-IR潮位反演中,有一项重要的误差源需要进行改正——潮位起伏引起的高度变化误差。现有的误差改正方法并不能正确计算RH变化速率,从而不能完全改正该误差。因此,提出了一种顾及潮波特性的GNSS-IR融合方法,基于潮波系数,预测窗口内观测时间的RH变化速率,将该值纳入GNSS-IR融合方程中,实现对高度变化误差更好地改正。本文利用3个国际GNSS站点进行试验,与实测潮位序列对比分析,发现顾及潮波特性后,GNSS-IR融合方法精度提高约1.2 cm;提出的顾及潮波特性的GNSS-IR融合反演算法较传统经典方法,精度提升20%～70%。结果表明,该方法通过潮汐分析,预测不同时刻的RH变化速率,从而实现对窗口内RH变化速率的修正,更好地改正高度变化误差。     

改进的GPS模糊度降相关LLL算法

模糊度降相关技术可以有效提高模糊度求解的效率及成功率,LLL(A.K.Lenstra,H.W.Lenstra,L.Lovasz)算法是新出现的模糊度降相关方法。详细分析LLL算法,针对该算法中存在的缺陷,提出逆整数乔勒斯基、整数高斯算法和升序调整矩阵辅助的改进LLL算法。利用谱条件数及平均相关系数为准则,以300个随机模拟的对称正定矩阵作为模糊度方差-协方差矩阵,对LLL算法和改进的LLL算法进行仿真计算。比较与分析结果表明,改进LLL算法模糊度降相关处理更加彻底,能有效地加速整周模糊度搜索及成功解算。     

一种联合估计形变和大气误差的改进LiCSBAS方法

多时相InSAR(interferometric synthetic aperture radar)技术以其大范围、高时空分辨率、可以获取毫米级甚至亚毫米级形变信号等特点,被广泛应用于大范围地表沉降监测。针对目前时序分析在获取研究区影像和数据预处理上耗时量大的问题,利用LiCSAR(looking inside the continents from space with synthetic aperture radar)产品,采用时序分析新方法 LiCSBAS提高了解算效率。该方法采用整体干涉对质量检验和相位环闭合差,探测二维相位解缠存在的解缠误差,剔除相干性较低的干涉对和大误差像元。为了减弱大气误差的影响,利用通用型大气改正在线服务产品进行大气误差改正,并在此基础上提出了一种形变参数和大气相位联合估计方法。以成都平原地区和西部山区为例,获取2016—2020年共90景影像进行时序分析新方法实验研究。结果表明：（1）提出的联合估计算法在地形起伏明显地区可以有效地抑制大气误差的影响,同时在大气效应不明显的地区也不会错估而引入相位误差;（2）监测的大部分区域表现较为稳定,年际沉降形变速率...     

InSAR与北斗/GNSS综合方法监测地表形变研究现状与展望

作为蓬勃发展的空间大地测量技术,InSAR和北斗/GNSS在地表形变监测中具有独特优势。应用两种手段开展综合测量,可充分利用其互补性,实现北斗/GNSS高时间分辨率与InSAR高空间分辨率的有机统一。本文首先介绍了InSAR与北斗/GNSS监测地表形变的基本原理,重点探讨了InSAR研究在20余年内的理论发展;其次综述了InSAR与北斗/GNSS技术集成及数据融合研究的最新进展;然后总结分析了当前地表形变监测应用所面临的关键问题及挑战;最后对InSAR与北斗/GNSS综合测量方法的发展趋势进行了展望。     

针对GNSS-R海面风速反演的自适应CDF匹配方法

利用全球导航卫星系统反射（global navigation satellite system-reflectometry, GNSS⁃R）信号进行对地观测存在镜面点及空间路径初始化误差大的问题,由此提出了一种高效的星载多模GNSS-R镜面点及空间几何路径计算初始化新方法。基于大量仿真的星载GNSS-R反射事件,采用多项式对固定轨道条件下反射事件地心角和真实镜面点在直射信号路径上投影点至两颗卫星的距离比值进行建模,进一步拟合该模型系数与不同GNSS卫星轨道高度的变化趋势,得到参数系数随GNSS轨道高度的变化模型,从而建立新初始化方法。基于多系统多轨道的GNSS-R仿真数据实验表明,所提方法的初始化精度相对于已有方法从数百甚至1 000 km提高至5 km左右;同时对比实验也表明,该模型可使得主流的迭代方法计算效率在掠射观测时提高79.1%。

     

具有区间隶属函数的模糊卡尔曼滤波在组合导航系统中的应用

将具有区间值隶属函数的区间参数引入卡尔曼滤波,用区间值的集合来表示隶属函数,为解决具有不确定参数的系统优化问题提供了一种新的思路。最后通过实验验证了方法的有效性。     

扩展区间Kalman滤波器及其在GPS/INS组合导航中的应用

针对具有不确定动态模型参数的 GPS/INS 组合导航系统,首先介绍一种新型的区间Kalman滤波器,讨论了GPS/INS 组合系统中模型参数不确定性的问题,分析了惯性传感器建模中相关时间常数的区间特性,并建立了适合非线性特性的GPS/INS组合系统的扩展区间卡尔曼滤波器.计算结果表明,扩展区间卡尔曼滤波器对非线性GPS/INS组合系统是很有效的,它能给出组合系统导航误差的上下界,这对组合系统的设计具有指导的意义.     

GPS/IMU组合定位定向系统设计

介绍了一种组合低成本的GPS和IMU(Inertial Measurement Unit)来获得高精度姿态、位置和速度信息的方法。文中介绍了GPS／IMU组合系统的设计方案及系统的硬件和软件设计，并给出了实验结果。该组合系统将来安装于炮兵测地车后，不仅可以提高测地的精度，而且在采样率、可靠性等方面比单独采用GPS定位的方法更有优势。     

基于小波分析的桥梁GPS动态监测方法

通过对不同试验方案GPS数据结果进行Fourier频谱分析,所得该桥主频结果均与有限元计算值吻合.研究表明,GPS技术是大跨度桥梁结构主频识别的一种可靠手段.根据先验频谱信息,提出了一种基于中心频率和采样率结合的小波分解层数确定方法.成功地分离出南京长江三桥GPS结果中幅度值仅为mm级的桥梁振动信号.     

减小伪卫星多路径效应误差的试验研究

伪卫星定位技术可以补偿GPS系统本身一些先天不足,然而GPS和伪卫星组合进行定位又带来了新的误差源,伪卫星多路径效应就是误差源之一。针对多路径的产生原理及特点,在经典最小二乘理论的基础上,推求稳健最小二乘估计的权函数,并结合实际观测数据验证了稳健最小二乘法消除多路径误差的有效性。