电离层延迟变化自模型化的载波相位平滑伪距算法

传统的单频载波相位平滑伪距算法因受到电离层延迟变化的影响,容易出现平滑结果发散和精度下降的问题,而现有的解决方案对精度提高有限或需要外部精密电离层改正数据的支持。本文研究了电离层的变化规律并建立回归模型,在此基础上提出了一种自模型化电离层延迟变化的单频载波相位平滑伪距算法。此算法利用伪距和载波观测量中含有的电离层延迟信息进行电离层延迟建模,从平滑伪距中扣除了历元间电离层延迟变化值,有效避免了平滑伪距的发散问题。利用自编软件GNSSer实现了电离层自模型化的载波平滑伪距算法,并采用静态与动态实测观测数据进行了定位试验和精度分析。算例结果表明:①长时段常规Hatch滤波受电离层影响非常严重;②自模型化电离层延迟可达厘米级的精度,在30 min窗口内,使用线性移动开窗拟合法效果最佳;③自模型化电离层改正可以有效消除平滑伪距电离层影响,随着时段窗口的增加,精度没有降低;④利用本文提出的算法进行逐历元单频平滑伪距单点定位,在静态与动态的NEU方向都达到了亚分米级别的定位精度,其中,动态定位测试中水平和高程方向精度为6.25和10.4 cm,比原始伪距分别提高了5.4倍和3.3倍。     

一种北斗定向系统的周跳检测及修复方法

载波相位测量是北斗卫星定向系统的核心。要实现高精度,必须保证载波相位无周跳现象。针对载波相位变化率的精度易受载体速度变化影响,电离层残差法可修复小范围周跳的情况,提出一种联合载波相位变化率和冗余双差观测量的方法,并对实测数据进行算法验证。结果表明该方法可以有效修复周跳,在载体动态情况下取得良好效果。     

伪逆矩阵在基准点稳定性判定中的应用

基准点决定控制网的位置、尺度和方位。监测网平差中,基准的定义相比普通平差的基准有着更高的精度,对于监测网的基准稳定性,需要通过多期复测的观测值估计的位移加以检验。检测基准点稳定性,一种"绝对"的位移或接近"绝对"的位移,通过经典平差模型中伪逆矩阵来检验后续测量中基准点是否存在动点,并用平均间隙法检校模型正确性,分析伪逆矩阵网点稳定性分析与平均间隙法平差检校进行单独平差,证明伪逆矩阵来判断检测基准网中基准点是否变动方案可行。     

提升小波变换的部分残差相位模拟与去除

为了修正轨道残留误差和大气误差的线性趋势项部分,有效改善解缠相位图的质量,该文根据小波变换可以实现分频这一重要特征,将其引入到合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术相位分离中;利用提升机制二维小波变换方法将解缠后的残余相位进行分解,并将低频部分在小波域内进行提取并估计修正,继而将纠正后的低频相位与高频相位进行重组。结果表明:针对解缠相位轨道残留误差和大气残留误差的线性趋势项部分,可以采用提升二维小波变换方法进行模拟和修正,该方法可以去除大量残差点,有效改善解缠相位图的质量。     

GPS/Galileo精密单点定位模糊度解算与实验分析

针对提高多频模糊度固定解的GNSS精密单点定位的可靠性与稳定性的问题,该文基于实时非组合相位偏差产品,对三频非差非组合GPS/Galileo PPP的浮点解、固定解模型进行深入研究,并设计了3种定位策略,选取了17个MGEX跟踪站7d的实测数据,分析了三频非差模糊度固定解对静态、仿动态PPP定位精度与滤波收敛时间的影响。结果表明,滤波收敛后,与浮点解策略相比较,固定三频模糊度对高程、水平方向定位精度均有提高,在静态定位模式中提升幅度分别约为20.45%和37.50%,在仿动态定位模式中提升幅度分别约为22.41%和33.33%。在滤波收敛时间方面,相较于浮点解策略的收敛时间,静态与仿动态定位中模糊度固定策略的收敛时间分别提升了约12.57%和6.41%。     

利用星载SAR单轨多角度地距图像提取高程信息

针对传统基于多个轨道上获得的不同星载SAR图像提取场景区域高程信息的方法具有系统复杂度较大的问题,该文提出一种利用星载SAR单轨多角度地距图像之间像点偏移量进行高程提取的方法。像点偏移是由星载SAR观测航迹的弯曲带来的。根据距离-多普勒原理,不同角度的地距子孔径图像之间存在与高程相关的像点偏移。文中推导了星载几何下高程值和像点偏移量之间的关系式,并得出了高程值和像点偏移量是近似线性关系这一结论,最后通过仿真实验验证了该方法。结果表明,该方法提取成像场景区域的高程信息是可行的。     

决策树弱分类支持的卫星视频运动检测

针对卫星视频的运动检测存在的局部伪运动虚警问题,提出一种决策树支持的局部有差别更新背景减除法。首先,对ViBe背景模型加以改进,在原模型基础上新增更新因子参数,建立初始的背景模型;其次,利用改进的模型进行运动检测,并对检测结果进行连通域标记,得到分割目标集;然后,根据目标特征属性建立决策树模型,并对分割目标集进行弱分类处理;最后,根据分类结果对背景模型样本和对应的更新因子进行局部有差别更新,进而实现“伪运动”虚警消除。利用SkySat和吉林一号视频数据进行实验,结果表明所提方法的效果和性能良好,检测率优于0.909,针对经典ViBe方法的误检测消除率优于90%。     

资源三号01星GPS天线相位中心变化在轨估计及对精密定轨的影响

利用资源三号01星（ZY3-01）实测GPS数据,基于简化动力学定轨方法和残差法估计该星GPS天线的在轨相位中心变化（phase center variation,PCV）模型,并分析该星PCV对精密定轨的影响。实验表明,通过考虑PCV模型,ZY3-01星定轨结果在重叠弧段对比上,三维位置RMS值有4.5 mm的精度提升,SLR检核RMS值有1.2 mm的精度提升,且各SLR测站检核结果也均有不同程度的精度提升。     

一种改善GPS接收机载波相位连续性的相位预测方法

针对GPS信号受短时遮挡等影响导致载波相位不连续问题,提出一种基于载波开环跟踪的相位预测方法。通过对失锁通道的多普勒进行精确预测实现对载波相位进行开环跟踪,重点改善接收机晶振钟漂对多普勒估计精度的影响。基于软件接收机对该方法进行性能评估,在部分GPS信号连续中断15 s情况下,其估计的载波相位误差小于1/4周的概率在90%以上。     

浅层地震反射波法在石膏矿采空区调查中的应用

随着人们对地下矿产资源的过度开采,地下空间形成了较大区域的采空区。采空区出现后,其上覆岩层平衡条件被破坏,使得上覆岩层产生移动变形,直到破坏、塌落,导致地表建筑物变形、破坏,地表大面积下沉、凹陷,形成大面积的采空塌陷区。采空区的存在使矿山生产面临很大的安全问题。近年来,矿山采空区的危害越来越受到人们的重视,在采空区调查中,各种地球物理方法起到了重要的作用,国内外以往探测实践表明,较为常用的物探测量方法有:高密度电阻率法、瞬变电磁法、CSAMT法、浅层地震反射波法、放射性土壤氡气测量法等,但每种物探方法的应用均具有一定的条件,需要根据岩石物性特征、场地条件、探测深度、环境影响等因素选择合适的地球物理方法。地震反射波法具有抗干扰能力强、分辨率较高等优势,被较多应用于矿山采空区的调查中。该文以临沂市兰陵县某石膏矿采空区为例,采用浅层地震反射波法对该石膏矿采空区进行调查,通过对获得的地震剖面资料进行处理和解释,取得了较好的探测效果,其技术方法可为同类采空区的探测提供借鉴和指导。