引入国家基准站的北斗导航卫星精密定轨

卫星精密轨道的确定是北斗卫星导航系统位置与服务的核心技术之一,而国家基准站是影响卫星轨道精度的一个重要因素。本文基于中国测绘科学研究院国际GNSS监测与评估中心自主开发的软件计算国家基准站和MGEX站对北斗卫星精密定轨的影响。得出结果：加上国家基准站后GEO卫星轨道精度平均能达到2.0 m,比没有国家基准站时提高约14%,在GEO切向方向改善最为明显,大约提高30%。IGSO和MEO卫星也有所提高。加上国家基准站后,三类卫星的轨道重复弧段的径向精度优于5 cm。有了国家基准站数据BDS精密轨道会有明显的改善。国家基准站的建立使我国北斗导航卫星的服务能力有很大提高。     

几何精度因子的算法研究及矩阵病态性探讨

针对GPS定位中的影响定位精度的几何精度因子（GDOP）的传统矩阵求逆算法和基于矩阵QR分解法进行了叙述,并对两种方法进行了比较分析,结果表明：后者具有数值稳定性好,计算效率高等优点。最后对其矩阵病态性进行了讨论。     

空间测边交会解析算法与迭代算法的综合应用

本文提出了一种新的三维测边交会解析算法,应用几何判别方法排除多解问题。研究了测边网最稳定解析解的交会图形选择方法,将此解析解作为迭代算法的初值进行迭代计算,不但能保证计算精度,极大加快迭代收敛速度,而且能减少计算机工作量与计算时间,避免迭代算法多值判断问题的同时,保证了迭代初值直接位于收敛域内。试验结果表明,解析算法与迭代算法综合应用算法可高效率,高稳定性求解空间测边交会问题。     

海岛岸线遥感立体测图精细测量方法

提出了一种海岛岸线遥感测图精细测量新方法,该方法直接基于理论定义的海岸线,利用航空影像瞬时水涯线数据在立体测图环境中提取瞬时水位高程;利用海岛周边精密海潮模型和瞬时水位高程推算海岛岸线高程;最后依据海岛岸线高程,采用立体测图方法测制海岛岸线的平面位置。该方法确保了海岛岸线成果的唯一性和连续性,适合大比例尺的大陆海岸线和海岛岸线测量。测试结果显示,在较高精度海潮模型和海面地形支持下,海岛岸线高程精度优于0.2 m,可满足1：2000测图要求。     

随机优化算法的BDS卫星精密轨道确定

针对全球北斗地面基准站分布不均匀而影响北斗定轨精度的问题,该文采用格网控制的随机优化选站方法,兼顾测站的质量、分布和站点稳定性等因素,对全球分布的MGEX站均匀选取。运用加权GDOP指标评价选站的有效性,并全面分析了测站数量、分布和质量对定轨精度的影响。结果表明,该方法选取30个测站时,北斗卫星的GEO、IGSO和MEO卫星的精密轨道精度分别为221.56、12.59和6.81cm,比格网法选站有了较大提高。在一定范围内,测站数越多定轨精度越高,全部测站参与解算反而会使定轨精度降低。     

Galileo广播星历评估及其对定位精度的影响

分析现阶段伽利略空间信号的精度,并评估伽利略广播星历及其对单点定位的影响。统计30 d健康卫星广播星历,结果表明,FOC和IOV两种类型的广播星历卫星轨道误差优于0.8 m,并且径向误差最小,法向误差次之,切向误差最大;伽利略卫星的钟差误差精度达到1.0 ns;从空间信号测距误差对伽利略卫星进行整体分析,广播星历精度优于1.0 m,FOC与IOV卫星精度相当;用广播星历进行事后单点定位的精度可以达到dm级。     

连续观测系统的平差模型与有色噪声补偿

现代测量技术多依赖于各种连续对地观测系统。有色噪声在影响参数估计的同时,还蕴含了地球科学研究所需的大量有用信息。本文讨论了连续平差模型及最小二乘解,将有限维空间中的测量平差问题推广至无穷维空间,从信号分析角度讨论了观测有色噪声的消除方法。研究表明,连续观测方程的最小二乘解可由经典最小二乘解的极限导出;有色噪声对解的影响是系统性的,然而通过合理的观测方案设计可以实现参数的无偏估计     

顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法

海水声速的时空变化会使声波沿传播方向发生折射,有效消除声波的折射效应对提高水下声学定位精度至关重要。在声速剖面已知的情况下,声线跟踪是削弱折射效应的有效方法。但现有的声线跟踪方法要求波束入射角为已知,而基于距离交会原理的水下声学定位系统通常未对波束入射角进行直接观测。针对上述问题,提出了顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法,采用搜索法确定波束入射角,通过对声线跟踪与定位解算的迭代计算,实现波束入射角和目标坐标的渐次修正。为进一步提高计算效率,提出了迭代求解超越方程的解算法。试验结果表明,本文方法有效利用声速剖面消除了声线折射效应的影响,且解算法计算效率优于搜索法。     

有效声速泰勒级数逼近的适用条件

在水下高精度声学定位和声纳水深测量中,需要高精度的有效声速参量。在实际中,精确计算有效声速需要声线跟踪算法,但计算成本较高。有效声速的泰勒级数逼近作为一种有效声速的近似逼近方法,可避免大量计算成本。讨论了有效声速泰勒级数逼近公式的不同阶数逼近情况,特别是给出了两类有效声速泰勒级数逼近公式的适用条件,以及他们随高度增大适用性和逼近精度的变化。研究表明,当声速剖面稀疏时,宜采用谐波平均声速下的泰勒级数改正公式;当高度角小于50°时,有效声速泰勒级数逼近精度出现明显的衰减。     

测距定位方程非线性平差的封闭牛顿迭代公式

测距方程;非线性强度;最小二乘;高斯-牛顿法;牛顿法;病态方程