GPS卫星反射信号增强技术研究

本文根据GPS卫星反射信号在海洋参数测量、无源雷达目标探测以及大地测绘中的应用,从天线接收、信号处理运算和多路径信号抵消角度,详细地研究了GPS卫星反射信号增强技术,给出了相应天线和电路结构及信号处理方法,并进行了计算机仿真,结果表明所提出的技术能增强GPS卫星反射信号。     

利用信噪比削弱多路径误差的方法研究

多路径效应是卫星导航定位中重要的误差源,在分析多路径效应的产生原理以及多路径效应与信噪比相关性的基础上,提出了可利用信噪比削弱多路径效应的方法,并利用自测的GPS观测数据进行了验证.     

单频GPS接收机天线扼流圈的研制与测试

讨论了多路径效应对GPS共视比对的影响及削弱其影响的方法。结合综合原子时项目的需求,研制了适用于单频GPS接收机的天线扼流圈,并用零基线比对方法进行了测试。结果表明,研制的天线扼流圈可有效地削弱多路径效应的影响,并可明显地改善单频GPS接收机NTSCGPS-1的抗干扰能力。     

利用信噪比削弱GPS多路径效应的研究

由于多路径误差的非时空相关性,使其成为双差模型中较难解除的误差源。本文利用观测值的信噪比对观测值质量进行评价,通过降低受多路径效应影响的观测值的权重,从而达到削减多路径误差的目的。最后通过实验数据解算结果的重复性验证了此方法的有效性和可靠性。     

星载GPS伪距多路径误差与观测噪声对自主定轨的影响分析

对搭载美国BlackJack接收机的CHAMP/GRACE-A/Jason-2卫星和搭载国产接收机的HY2A/ZY3/TH1卫星的星载GPS数据的伪距多路径误差与观测噪声进行了研究,重点分析了国产接收机伪距多路径误差的变化特性,并研究了多路径误差与观测噪声对星载GPS自主定轨的影响。结果表明:国产接收机的C/A码与P1码伪距观测精度要整体差于美国的BlackJack接收机,而P2码伪距观测精度要整体优于BlackJack接收机;国产接收机P1码伪距受多路径效应影响较大,其多路径误差随高度角减小存在单调递增的变化趋势,其中HY2A、ZY3与TH1卫星的多路径误差最大分别可达3.6 m、1.8 m与0.7 m;这种单调递增变化的多路径误差会导致星载GPS自主定轨位置结果在径向与切向产生系统性偏差。     

利用窗口GPS多径干涉相位反演土壤湿度

利用GPS信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）观测值监测土壤湿度的精度直接受多径干涉相位与土壤湿度间的关系模型影响。传统方法基于线性模型,通过增加样本数量、排除特例提高普适性,但未合理考虑坡度、植被及天气等因素。基于上述因素短期变化可忽略的假设,引入时间窗口,采用自相关分析确定窗口长度,利用窗口内样本动态线性回归构建预测和插值模型反演土壤湿度。实验结果表明,引入窗口后,预测、插值误差分别下降17.4%和54.6%,相关系数上升16.2%和32.9%。插值模型利用了待估时刻之后的观测量,精度更高;预测模型精度略低,但更适于实时应用。同时,残差极大值与土壤湿度的上升之间显著相关。预测残差较土壤湿度具有极大值更小、时刻略微提前的时域特征。     

北斗二代双频数据质量分析

对北斗二代卫星的双频观测数据进行了质量分析,包括伪距多路径误差和信噪比两个方面。大量实测数据测试表明:北斗GEO、IGSO和MEO三类卫星的多路径误差逐渐增大,且B1频点小于B2频点,GPS与北斗MEO卫星的伪距多路径误差相差不大;另外,北斗三类卫星均表现出载波B2的信噪比略大于B1,而GPS卫星则表现出L1载波信噪比要大于L2。     

GPS卫星定位误差概论

GPS测量中包含多种误差,只有深刻理解这些误差源的性质及其影响,才能在制定技术方案和实际作业时,采取必要的措施消除或消弱这些影响,提高成果的可靠性和精确性。本文按其产生的来源、性质、大小及对测量产生的影响等进行了介绍和分析,并提出了相应的措施以便消除或削弱它们对测量结果的影响。     

伪卫星关键技术分析

对伪卫星实际应用中所面临的几项关键技术进行了论述,并重点研究了伪卫星空中基站的自身定位问题。从陆地上空伪卫星和海上伪卫星两个方面进行了仿真计算,分析了其几何精度因子随定位星座布局变化的规律,设计了最终的定位方案。     

GNSS-R/IR监测地表冻融状态对延迟多普勒波形和多路径数据影响分析

将GNSS-R/IR技术的应用领域拓展到地表冻融状态的监测中,本文利用冻融土混合介质介电常数模型计算土壤介电常数,采用双站全极化相干反射率模型和随机粗糙面散射模型,分别计算了经冻融土反射的GPS相干反射量的镜像反射率,以及GPS非相干反射分量的漫散射特性。模拟分析了冻融转换时,GPS多路径信息(GNSS-IR)以及包含漫散射信号的延迟多普勒图(GNSS-R)的变化特征。理论研究表明冻融转换过程中,地表介电常数的变化导致GPS多路径信息和延迟多普勒图的明显变化。本文从散射机理上揭示了利用GNSS-R和GNSS-IR遥感进行地表冻融特性监测的理论依据。