一种能实现单频PPP-RTK的GNSS局域参考网数据处理算法

全球范围内大量布设的GNSS(Global Navigation Satellite System)参考网为精密定位、导航和授时等应用提供了丰富的数据资源.基于局域参考网,先后发展了若干侧重实现双频精密定位的技术,如NRTK(Network Real Time Kinematic),PPP(Precise Point Positioning)和PPP-RTK等.其中,PPP-RTK融合了NRTK和PPP的技术优势,是目前相关研究的热点.本文改进了利用局域参考网提取各类改正信息的算法,以便于实现单频PPP-RTK,具体步骤包括:1)逐参考站实施非组合PPP,并固定已知站星距和卫星钟差,预估电离层延迟、浮点模糊度等参数;2)联合所有参考站的PPP模糊度预估值,通过重新参数化,形成一组双差整周模糊度和接收机、卫星相位偏差;3)固定双差整周模糊度,精化求解卫星相位偏差和各参考站PPP电离层延迟.基于网解中用到的卫星轨道和钟差,以及网解所提供的卫星相位偏差和(内插的)电离层延迟,参考网内的单频流动站即可实施PPP-RTK.基于澳大利亚某连续运行参考站网和流动站的实测数据,考察了:1)参考网数据处理中,双差模糊度的固定成功率(98.89%)和卫星相位偏差估值的时间稳定性(各连续弧段优于0.2周);2)流动站处电离层延迟的内插精度(优于10cm);3)单天内任一历元起算,固定静态(动态)单频PPP整周模糊度所需时长(均不超过10min);4)模糊度固定前后,单频动态PPP的定位精度(模糊度固定后,平面和天顶RMS分别优于5cm和10cm;模糊度固定前,相应RMS仅为28~53cm).     

用于地震预警的通用数据采集系统构建

地震预警作为一种能够有效减轻地震灾害的手段已经被越来越多的国家和地区研究, 并在实际应用中取得了显著的减灾实效。 但是, 这些地震预警系统中都是以秒为单位组织数据包进行传输的, 使得在使用P波前三秒数据进行τ_c-P_d计算时, 会出现一定的延迟, 尤其是当P波开始位置处于数据包的前半部分时, 延迟会超过0.5 s以上。 另外, 由于现有的地震数据采集系统在同一时刻只能输出一种采样率, 采集到的数据无法在同一时刻用于多种研究目的。 针对这两种情况, 研制了一种适用于地震预警的低延迟数据采集系统, 以100 ms的延迟进行实时数据的传输, 有效提升了预警时间, 最多可增加0.8 s。 同时, 在系统中增加了同步多采样率输出, 使得采集到的数据在同一时刻既可用于全球地震学研究(1 Hz), 又可用于常规地震台站观测(50/100/200 Hz), 提高地震计产出数据的利用率。     

GNSS多频观测值线性组合研究

以Galileo四频为例,组合其不同频率间的相位观测值,给出以周为单位和以m为单位的相位组合观测模型的通用形式,系统分析组合后的电离层误差、波长以及观测噪声|在保持整周模糊度整数特性的前提下,研究电离层误差小、波长长、观测噪声小的组合|最后,按照合适的原则,编程计算出不同导航系统不同形式的组合观测系数,并给出几组典型组合。     

基于网络法时序InSAR大气误差校正方法研究

将大气相位延迟对干涉图的影响分为3个主要分量,分别采用网络法进行解算和消除。以西藏崩错地区为实验区,利用2007~2010年期间20景ENVISAT ASAR数据对该方法进行验证,并采用一维协方差函数分别对校正前后的大气延迟误差进行估计。结果显示,协方差函数中平均方差从原来的3.1 mm²降到0.6mm²,降低了80%;e-folding波长从原来的1.5 km减低到0.21 km,减低了86%,说明网络法可以有效地校正干涉图中的大气相位延迟误差。     

煤矿井下地震勘探资料特殊处理方法及效果

与地面地震勘探相比,煤矿井下地震勘探具有较高的分辨率,但也存在一些特殊问题,如炮间时差即为其一,需要采取特殊处理手段加以解决。针对矿用雷管引起的各炮间时差问题,采用单炮初至时间回归预测分析方法校正激发时间不一致所带来的延迟时,并引入了地表一致性振幅校正及地表一致性反褶积技术,使得煤矿井下地震信号振幅、波形不一致的问题得到了较大的改善。实际资料处理效果表明:经过以上处理后,煤矿井下地震叠加剖面效果得到明显改善,为构造解释和岩性解释创造了条件。      

GPS电离层延迟Klobuchar模型与双频数据解算值的比较与分析

电离层延迟是影响GPS绝对定位的最主要因素,但由于电离层本身的不稳定性,加上目前对其物理特性的了解还有一定的模糊性,还只能采用精度有限的经验模型对其进行描述.对于GPS实时绝对定位,GPS系统的广播星历提供了Klobuchr模型的8个系数,可以用于单频接收机的电离层延迟改正;对于双频接收机,可以利用L1,L2,C1,P2进行计算得到电离层延迟值,但应考虑到卫星发射信号时产生的两频率间的硬件延迟TGD的影响.本文采用双频伪距求得电离层延迟值,用广播星历中各颗卫星的TGD参数进行改正,再根据L1和L2双频相位值求得的历元间的电离层延迟的变化采用Hatch类滤波递推模型对其进行平滑,从而求得较准确的对应于各个历元的电离层延迟值,将其作为真值与Klobuchar模型计算值进行比较,从而研究Klobuchar模型的精度和特点,并与IGS的后处理Klobuchar模型系数求得的电离层结果进行对比分析.对双频数据计算电离层延迟的算法进行详细研究,给出Klobuchar模型的具体计算过程,用位于武汉、北京和上海的IGS跟踪站的观测数据进行实际验证和算例分析,最后给出结论.     

基于单站相位数据的接收机硬件延迟估算方法

利用2013-01地磁扰日及静日期间全球不同纬度的18个IGS站的GPS双频数据,联合伪距与相位观测数据,探讨估算单站接收机硬件延迟的有效方法,估算的结果与IGS公布的结果差值基本在1.5 ns以内,月平均值基本在1.0 ns以内。     

测站气温与气压对GPS定位结果的影响

分别利用全球气压气温模型GPT和GPT2处理相同的连续观测站数据。对比两组测站位置估值（简称位置）发现,测站气压偏差所导致的先验天顶延迟偏差不能完全被延迟参数所吸收,导致测站垂向位置出现偏差,且偏差的大小与测站纬度及数据处理中所采用的数据权重有关。测站气温偏差对测站位置的影响可忽略不计,但GPS定位结果的内符合精度随着测站气温的升高而降低。     

4种在线PPP服务系统定位精度分析

系统比较了APPS、CSRS-PPP、GAPS、magicGNSS 4种在线PPP服务系统的特性,在此基础上,利用全球分布的5个IGS站,分析了这4种在线PPP服务系统在定位精度、收敛时间、对流层延迟精度3个方面的解算性能。试验结果表明,4种在线PPP服务系统解算的单天站坐标的精度都可达毫米级,其中APPS和CSRS-PPP解算的坐标精度略高于另外两种服务解算的精度。PPP定位坐标在1 h内可收敛至厘米级,在1.5 h时定位精度在0.05 m内。另外,4种在线PPP服务系统解算的对流层天顶延迟ZTD与IGS发布的ZTD也具有较高的一致性。     

非组合PPP算法估计天顶对流层延迟及精度分析

为提高天顶对流层延迟的估计精度和可靠性,利用非组合精密单点定位(UPPP)模型估计了WUHN和BJFS站的天顶对流层延迟,将结果与传统的精密单点定位(PPP)模型的计算结果进行对比,结果表明:UPPP计算的天顶对流层延迟的内符合精度为2.75 mm,偏差为0.19 mm,该结果与IGS产品一致,外符合精度分别为8.58 mm,6.51 mm;以IGS的高精度对流层产品为真值,传统PPP模型和非组合PPP模型估计ZTD的精度(STD)分别为7.7 mm和5.9 mm;UPPP方法不仅在精度上和传统PPP方法保持相当甚至更高的精度,而且它还提供电离层产品以减弱噪声影响,提高数据利用率。