Investigating the propagation mechanism of unmodelled systematic errors on coordinate time series estimated using least squares

The propagation of unmodelled systematic errors into coordinate time series computed using least squares is investigated, to improve the understanding of unexplained signals and apparent noise in geodetic (especially GPS) coordinate time series. Such coordinate time series are invariably based on a functional model linearised using only zero and first-order terms of a (Taylor) series expansion about the approximate coordinates of the unknown point. The effect of such truncation errors is investigated through the derivation of a generalised systematic error model for the simple case of range observations from a single known reference point to a point which is assumed to be at rest by the least squares model but is in fact in motion. The systematic error function for a one pseudo-satellite two-dimensional case, designed to be as simple but as analogous to GPS positioning as possible, is quantified. It is shown that the combination of a moving reference point and unmodelled periodic displacement at the unknown point of interest, due to ocean tide loading, for example, results in an output coordinate time series containing many periodic terms when only zero and first-order expansion terms are used in the linearisation of the functional model. The amplitude, phase and period of these terms is dependent on the input amplitude, the locations of the unknown point and reference point, and the period of the reference point's motion. The dominant output signals that arise due to truncation errors match those found in coordinate time series obtained from both simulated data and real three-dimensional GPS data.     

联合GPS与重力资料反演分析川滇地区现今地壳形变

联合GPS与重力数据,反演给出了川滇地区(96°~106°E,20°~36°N)的活动块体运动速度和主要活动断裂的错动速率。受青藏块体的北东向推挤和青藏高原隆升引起的重力势能作用,川滇地区围绕着喜马拉雅东构造作顺时针旋转运动,造成川滇地区东侧断裂作左旋走滑运动,而西侧断裂以右旋走滑为主。鲜水河-夏宁河-则木河-小江断裂是区内最活跃的断裂带,其左旋走滑速率分别为12.1±0.6 mm/a,9.0±1.2mm/a,6.4±1.0 mm/a,6.0±1.2 mm/a和8.3±0.5 mm/a。龙行山断裂具有2.6±1.1 mm/a的右旋走滑和1.3±1.2 mm/a的挤压速率。反演结果表明,区内的地壳运动模式更趋向于“连续变形”假说。     

单频GPS整周模糊度动态快速求解的研究

提出了一种动态快速求解整周模糊度的方法,即先对系数阵进行QR分解,然后通过矩阵变换使模糊度参数和位置参数分离,从而降低矩阵的维数,满足实时动态求解的要求,最后应用LAMBDA方法搜索模糊度。为验证该算法,用单频GPS接收机进行了静态定位和动态定位两种试验。结果表明,静态定位误差小于1cm,动态定位误差小于3cm。由此可见,该方法能够为动态用户快速而精确地实施GPS单频动态定位。     

区域GPS网实时计算可降水量的若干问题

目前地基GPS气象学测得的可降水量 (PWV )精度好于 2mm ,但在利用区域GPS网实时计算每个测站上空的PWV时 ,要涉及到很多常规GPS资料处理时所忽略的问题 ,如需考虑数据处理软件和计算方式的选择、站坐标的确定和约束、轨道的使用方法、网外辅助站最佳数量的确定、海潮对实时计算PWV的影响以及实时应用于气象服务时的端部效应等问题。利用上海GPS综合应用网获取的 2 0 0 2年 6、7月份长江三角洲地区入梅前后的数据 ,分析了利用区域性的GPS网实时计算高精度的PWV时要解决的各种问题 ,探讨了其数据处理方案     

地基GPS水汽实时监测系统及其气象业务应用

给出了接收机五参数定位模型和精度评定的相关公式以及接收机C/A码伪距观测量精度评定方法和经验公式。设计了两组试验,分别是GPS信号能量为42dBHz和32dBHz时的950个及600个启动测试算例。数据分析结果表明,即使在高能量42dBHz的情况下,五参数的成功率达到了90%,一倍中误差的定位精度基本上在30～50m左右;在32dBHz时的成功率仅有60%,一倍中误差定位精度为60～80m左右。为了有效地提高5参数的解算成功率,需要提高卫星星历精度(包括卫星轨道精度和钟差精度)和大气延迟模型的改正精度。另外,还需要提高接收机基带C/A码的测量精度,包括中频量化精度和C/A码环跟踪精度。     

多媒体技术在地铁隧道变形监测中的应用

简述了通过摄像机、照相机、测量机器人、三维激光扫描仪和其他图形图像采集设备采集隧道变形数据的方法,提出了多媒体变形监测数据的数学处理流程,讨论了多媒体变形监测数据的存储、查询调用、分析和管理方法。研究表明,采用现代多媒体数据采集技术和数据库技术,建立隧道变形监测系统,能以数字、曲线、图形和图像等方式,来反映隧道的实时变形情况并随时提供预报报警信息,确保了隧道安全。     

利用GRACE、GPS和绝对重力数据监测斯堪的纳维亚陆地水储量变化

重力卫星GRACE(gravity recovery and climate experiment)监测斯堪的纳维亚半岛陆地水储量变化会受到冰川均衡调整(GIA)信号的严重影响。首先根据该地区绝对重力和GPS并址观测数据计算了GIA重力和垂直位移的实测线性比值,利用该比值和GPS网观测的垂直位移速度场得到了GIA重力。然后,对GRACE观测的重力变化速率进行GIA重力改正,进而可分离陆地水储量变化趋势,避免了使用GIA模型所带来的巨大不确定性,并根据观测数据完整估计了所得结果的不确定性。最后与水文模型作对比分析。结果表明,实测的GIA重力-垂直位移线性比值为0.148±0.020μGal/mm(1Gal=10-2 m/s2),该结果检验了Wahr的理论近似值且与北美实测的结果非常接近。2003年1月至2011年3月期间,斯堪的纳维亚半岛陆地水储量存在明显的增加趋势,信号的主体位于半岛南端的维纳恩湖附近,总的水量增加速率为4.6±2.1km3/a,数据观测期间的累积增加水量为38±17km3。研究结果与WGHM水文模型的结果有较好的一致性,相关系数达到0.69,而与GLDAS水文模型的相关性略小。     

天山奎屯河哈希勒根51号冰川表面运动特征分析

奎屯河哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡, 奎屯河上游支沟哈希勒根河源区. 1999年8月, 在该冰川上布设了用于冰川运动和冰川物质平衡观测研究的测杆18根, 并进行了冰川表面运动、冰川物质平衡和冰川末端变化的首次观测. 根据2000年8月和2001年8月的冰川运动观测资料, 分析了奎屯河哈希勒根51号冰川的运动特征和冰舌末端的变化状况. 结果表明: 奎屯河51号冰川应属于亚大陆型冰川; 1999/2000年度和2000/2001年度的表面运动值不大, 最大流速点的年运动速度为3.15 ma-1; 运动速度垂直分量UZ的变化规律同乌鲁木齐河源1号冰川的变化规律相同, 即消融区的显出流作用和积累区的显入流作用. 该冰川的冰舌末端处于相对稳定的退缩状态, 1964-1999年间平均退缩量约为1.4 m*a-1, 而1999-2001年间的平均退缩量为5.0 m*a-1, 反映出冰川退缩增大的趋势.     

利用p~3软件进行GPS单点定位解算的若干问题

利用p3软件对大量实测数据进行了高精度单点定位有关问题的验证和分析;在IGS提供的精密星历和卫星钟差产品中,较为深入地比较分析了快速产品和几种最终产品的定位精度、收敛速度及p3软件的正反算结果精度。得出以下结论:快速产品与最终产品的定位精度和收敛速度相似;COD的收敛速度和定位精度最高;p3软件的反算精度明显优于正算,且精度也比较均匀。这些研究成果对PPP技术的实际应用具有较好的借鉴意义。     

GPS测量船舶航速算法浅析

简要介绍了GPS的定位原理和测速原理,并对利用GPS测试船舶航速的四种算法进行了说明。在多个船舶航速算例的基础上,进行了分析并得出结论。