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基于Bi-LSTM神经网络的大气阻力系数预测
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作者 陈祥 戴吾蛟 +3 位作者 张梦晨 边朗 唐成盼 李凯 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第11期1161-1166,共6页
大气阻力难以精确建模,是低轨卫星精密定轨与轨道预测最大的动力学误差源。定轨处理时考虑利用时变的大气阻力系数(C_(D))来吸收大气阻力模型误差,从而获得较好的轨道拟合结果。然而由于缺少精确的建模方法来反映C_(D)参数的时变特征,... 大气阻力难以精确建模,是低轨卫星精密定轨与轨道预测最大的动力学误差源。定轨处理时考虑利用时变的大气阻力系数(C_(D))来吸收大气阻力模型误差,从而获得较好的轨道拟合结果。然而由于缺少精确的建模方法来反映C_(D)参数的时变特征,导致轨道预报误差逐渐发散。针对该问题,提出基于Bi-LSTM神经网络预测C_(D)参数的轨道预报方法。首先通过动力学定轨方法解算GRACE-C卫星(GRCC)和Sentinel-3A卫星(SN3A)长期的C_(D)参数序列,然后采用Bi-LSTM神经网络方法进行C_(D)参数预测。结果显示,GRCC和SN3A卫星C_(D)预测值的MAE均值分别为0.0302和0.0774,RMSE均值分别为0.0416和0.1018。将C_(D)参数预测结果运用到两颗卫星4组轨道预报实验中,结果表明,GRCC卫星预报7d的最高平均精度为12.28m,平均精度提升率均在90%以上;SN3A卫星最高平均精度为16.00m,平均精度提升率最高可达74.82%。 展开更多
关键词 神经网络 大气阻力系数 低轨卫星 轨道预测
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基于北斗/GNSS-R的厘米级水位测量
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作者 张光霁 匡翠林 +2 位作者 戴吾蛟 李新刚 包泽宇 《中国防汛抗旱》 2024年第4期34-40,共7页
水位变化监测是防洪抗旱的重点工作之一,全球导航卫星系统反射测量(Global Navigation Satellite System-Reflectome‐try,GNSS-R)技术已被证明可进行高精度、全天候、全天时的水位变化监测。我国北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Sa... 水位变化监测是防洪抗旱的重点工作之一,全球导航卫星系统反射测量(Global Navigation Satellite System-Reflectome‐try,GNSS-R)技术已被证明可进行高精度、全天候、全天时的水位变化监测。我国北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)拥有丰富的频段数据,在GNSS-R遥感应用领域中具有广阔的应用前景。基于湖南省浏阳河流域建设的GNSS-R实验观测站数据,进一步研究了BDS在水位反演中的性能,分别采用频谱分析法和非线性拟合法对站点水位变化进行测量,并将实验结果与附近水文站的实测数据进行对比分析。结果表明,非线性拟合法相较于频谱分析法,水位测量精度大幅提升,均方根误差(RMSE)平均降低了66%,且多频数据融合后RMSE达到了1.8 cm,整体上BDS的水位反演性能与GPS相当。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R) 水位测量 北斗卫星导航系统 湖南省
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基于GINav的GNSS RTK/INS组合桥梁变形监测软件设计与实现
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作者 马维豪 戴吾蛟 +1 位作者 余文坤 李鑫 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1-7,共7页
大型桥梁监测中,受桥梁吊索、桥塔、围栏遮挡,以及过往车辆反射等环境因素的影响,GNSS定位精度和可靠性严重受限。惯性导航系统(INS)技术在初始对准后完全处于自主状态,可消除外界环境的影响。通过组合GNSS和INS技术,可有效提高GNSS的... 大型桥梁监测中,受桥梁吊索、桥塔、围栏遮挡,以及过往车辆反射等环境因素的影响,GNSS定位精度和可靠性严重受限。惯性导航系统(INS)技术在初始对准后完全处于自主状态,可消除外界环境的影响。通过组合GNSS和INS技术,可有效提高GNSS的抗干扰能力和定位精度。为此,本文面向桥梁变形监测要求和应用特点,基于组合导航开源软件GINav,设计并实现了具有监测站点可视化、原始数据自动匹配、IMU降采样、GNSS RTK/INS组合解算、结果分析与评估等功能的GNSS RTK/INS的桥梁变形监测软件。振动台模拟桥梁振动试验结果表明,与GNSS RTK技术相比,GNSS RTK/INS组合精度有明显提升,中误差可达到变形监测允许变形值的1/20,可满足桥梁变形监测的精度要求。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统 惯性导航系统 组合导航 桥梁变形监测 软件开发
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顾及频间偏差的GNSS多频非组合PPP变形监测 被引量:3
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作者 潘林 李选平 +1 位作者 戴吾蛟 余文坤 《导航定位与授时》 CSCD 2023年第1期65-73,共9页
精密单点定位(PPP)技术有望解决长距离、大范围等监测场景难以找到稳定基准点的难题。现代化的全球卫星导航系统(GNSS)卫星纷纷开始播发多频信号,多频观测值融合理论上可提升PPP变形监测性能。为了充分利用多频冗余观测数据,详细研究了... 精密单点定位(PPP)技术有望解决长距离、大范围等监测场景难以找到稳定基准点的难题。现代化的全球卫星导航系统(GNSS)卫星纷纷开始播发多频信号,多频观测值融合理论上可提升PPP变形监测性能。为了充分利用多频冗余观测数据,详细研究了每个频点的差分码偏差(DCB)和全球定位系统(GPS)存在的相位频率间卫星钟偏差(PIFCB)的改正方法,扩展了多频数据处理的严密理论模型,能够灵活处理GPS三频、Galileo五频和BDS-3五频观测数据。多频PPP振动监测实验结果表明,GPS三频PPP、BDS-3五频PPP、Galileo五频PPP较各自双频PPP位移监测精度可分别提升12%、13%和14%,表明多频PPP技术有利于提升PPP位移监测精度与稳定性。 展开更多
关键词 变形监测 精密单点定位 多频数据处理 全球卫星导航系统
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工业相机视觉振动位移测量系统与试验分析
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作者 刘建林 戴吾蛟 +2 位作者 张云生 邢磊 杨振 《工程勘察》 2023年第6期48-54,共7页
针对现有视觉位移测量系统在面对监测场景切换时无法同时满足不同场景监测要求和成本较高的问题,本文基于成本低廉、适用于普适化变形监测的工业相机,研制了一套集成数字图像相关法、Hessian矩阵法、模板匹配法三种位移提取算法的振动... 针对现有视觉位移测量系统在面对监测场景切换时无法同时满足不同场景监测要求和成本较高的问题,本文基于成本低廉、适用于普适化变形监测的工业相机,研制了一套集成数字图像相关法、Hessian矩阵法、模板匹配法三种位移提取算法的振动位移测量系统,该系统实现了图像数据自动采集、数据处理与位移计算、位移结果可视化与查询、位移监测报表等功能。采用迈德威视MV-SUA133GM-T型工业相机在高铁桥梁抗震试验中进行测量,结果表明Hessian矩阵法、模板匹配法和相位相关法的精度分别为0.048mm、0.049mm和0.056mm,满足高精度结构振动监测要求。 展开更多
关键词 视觉变形监测 相位相关 HESSIAN矩阵 模板匹配 工业相机
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基于经验模式分解的滤波去噪法及其在GPS多路径效应中的应用 被引量:146
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作者 戴吾蛟 丁晓利 +2 位作者 朱建军 陈永奇 李志伟 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期321-327,共7页
经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)是一种新的信号处理技术,它是基于数据本身的,且能在空间域中将信号进行分解,从而可以区分噪声和有用信号。根据EMD分解白噪声而得到的本征模式函数(IMF)分量的能量密度与其平均周期的... 经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)是一种新的信号处理技术,它是基于数据本身的,且能在空间域中将信号进行分解,从而可以区分噪声和有用信号。根据EMD分解白噪声而得到的本征模式函数(IMF)分量的能量密度与其平均周期的乘积为一常量这一特性,建立一种新的基于EMD滤波去噪方法,并将该方法应用于GPS多路径效应的研究中。通过对模拟数据与GPS实测数据的处理分析,得出以下主要结论:①EMD滤波去噪法与小波方法都能最大限度地削弱测量的随机误差,但EMD滤波去噪法比小波方法更直接,且不受测不准原理及小波函数选择的影响;②相比小波方法,EMD能够更有效地剔除瞬时强噪声,从而能够提取更精确的多路径效应重复性误差改正模型。 展开更多
关键词 经验模式分解 EMD滤波去噪法 GPS 多路径效应
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GPS建筑物振动变形监测中的单历元算法研究 被引量:40
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作者 戴吾蛟 朱建军 +1 位作者 丁晓利 陈永奇 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期234-237,241,共5页
充分利用建筑物振动变形监测的特点,提出了一种带变形特征及最大变形量约束条件的单历元算法。实例计算证明,该算法可以极大地缩小单历元模糊度搜索空间,减少候选坐标的计算量,有效地提高解算成功率,而且约束尺度越小成功率与效率越高,... 充分利用建筑物振动变形监测的特点,提出了一种带变形特征及最大变形量约束条件的单历元算法。实例计算证明,该算法可以极大地缩小单历元模糊度搜索空间,减少候选坐标的计算量,有效地提高解算成功率,而且约束尺度越小成功率与效率越高,尤其是加入以平面或竖直方向变形为主的变形特征约束时,单历元算法的效率越为明显。 展开更多
关键词 变形监测 GPS 单历元算法 基线解算
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GPS动态变形测量中的多路径效应特征研究 被引量:41
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作者 戴吾蛟 丁晓利 朱建军 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2008年第1期65-71,共7页
当测站与周围环境完全不变时,GPS多路径效应具有很强的重复性。为分析变形测量中的GPS多路径效应特征,利用模拟振动台进行振动测量实验。结果表明:动态变形监测中的多路径效应误差序列中出现了多个频率的高频跳动,其中主要频率与振动频... 当测站与周围环境完全不变时,GPS多路径效应具有很强的重复性。为分析变形测量中的GPS多路径效应特征,利用模拟振动台进行振动测量实验。结果表明:动态变形监测中的多路径效应误差序列中出现了多个频率的高频跳动,其中主要频率与振动频率相近,使得其重复性明显降低,但其低频部分仍然具有一定的重复性;利用具有重复性的低频部分建立多路径效应误差改正模型,可使GPS的振动测量精度提高30%左右。 展开更多
关键词 GPS 多路径效应 变形监测 结构健康监测 动态测量
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基于观测值质量指标的GPS观测量随机模型分析 被引量:42
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作者 戴吾蛟 丁晓利 朱建军 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期718-722,共5页
卫星高度角、载噪比及信号强度是反映GPS观测值质量的重要指标,基于这些指标的随机模型可进一步削弱GPS残余大气延迟、衍射以及多路径效应等误差的影响,但这些随机模型对不同误差的处理效果具有一定差异。为合理利用这些随机模型,利用... 卫星高度角、载噪比及信号强度是反映GPS观测值质量的重要指标,基于这些指标的随机模型可进一步削弱GPS残余大气延迟、衍射以及多路径效应等误差的影响,但这些随机模型对不同误差的处理效果具有一定差异。为合理利用这些随机模型,利用实际观测数据进行了比较计算,结果表明信号强度和载噪比随机模型的效果基本一致,当观测数据中载噪比输出时,可用信号强度代替载噪比建立随机模型;信号强度和载噪比随机模型对削弱衍射误差十分有效,而高度角随机模型能更有效地削弱残余对流层延迟误差。 展开更多
关键词 GPS 随机模型 质量指标
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高差对GPS大地高测量精度的影响 被引量:18
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作者 戴吾蛟 陈招华 梁铭 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2009年第3期80-83,87,共5页
当基线两端高差较大时,即使基线较短,其气象条件也有所差异,导致对流层延迟不能通过双差得到有效削弱。为了分析高差对相对定位精度的影响,利用香港连续运行参考站网络数据进行不同策略的计算实验。结果表明:若不利用标准气象模型(推算... 当基线两端高差较大时,即使基线较短,其气象条件也有所差异,导致对流层延迟不能通过双差得到有效削弱。为了分析高差对相对定位精度的影响,利用香港连续运行参考站网络数据进行不同策略的计算实验。结果表明:若不利用标准气象模型(推算气象元素)及经验大气延迟改正模型,由高差带来的残余对流层延迟较大,甚至可导致基线解算失败;即使加入对流层延迟改正,起算气象元素的误差也将带来较大的大地高测量误差;增加观测时间可以削弱残余对流层延迟随机部分的影响。 展开更多
关键词 GPS 高差 对流层延迟 大地高 基线
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高楼振动监测中的GPS与加速度计集成方法研究 被引量:12
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作者 戴吾蛟 伍锡锈 罗飞雪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期223-226,249,共5页
GPS具有能够直接测量工程结构物监测点三维坐标等优点,但受多路径效应、周跳、采样率等因素的影响,其测量精度与可靠性难以满足高楼振动监测的要求。加速度计能够测量高楼振动时所产生的加速度,具有精度高、采样率高等优点。为充分发挥... GPS具有能够直接测量工程结构物监测点三维坐标等优点,但受多路径效应、周跳、采样率等因素的影响,其测量精度与可靠性难以满足高楼振动监测的要求。加速度计能够测量高楼振动时所产生的加速度,具有精度高、采样率高等优点。为充分发挥两种传感器的优点与作用,建立了一种具有多速率滤波以及抗差功能的GPS与加速度计集成的Kalman滤波方法。实验结果表明:该方法可有效提高GPS进行高楼振动监测的精度、采样率及可靠性。 展开更多
关键词 高楼振动监测 KALMAN滤波 GPS 加速度计 抗差估计
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一种基于Helmert方差分量估计的岭参数确定方法 被引量:10
12
作者 戴吾蛟 冯光财 朱建军 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2006年第4期30-33,共4页
为了使岭参数具有一个明确的含义,提出了一种基于Helm ert方差分量估计的岭参数确定方法。该方法把约束条件作为一类参数之间互相独立的虚拟观测,从而把岭参数转变为两类观测值的权比,然后用Helm ert方差分量估计的方法确定岭参数。通... 为了使岭参数具有一个明确的含义,提出了一种基于Helm ert方差分量估计的岭参数确定方法。该方法把约束条件作为一类参数之间互相独立的虚拟观测,从而把岭参数转变为两类观测值的权比,然后用Helm ert方差分量估计的方法确定岭参数。通过算例,比较了该方法与岭迹法、L曲线法的效果。结果表明,该方法不仅计算过程简单、直接,而且精度也优于其他几种方法。 展开更多
关键词 病态问题 岭估计 Tikhonov正则原理 虚拟观测 Helmert方差估计法
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“卓越工程师教育培养计划”研究——结合中南大学测绘工程专业培养方案 被引量:17
13
作者 戴吾蛟 朱建军 +3 位作者 邱斌 邹峥嵘 李志伟 马慧云 《创新与创业教育》 2012年第3期54-57,共4页
专业培养方案是落实"卓越工程师教育培养计划"的重要组成部分。测绘工程是一个实践性很强的专业,且专业知识覆盖面广、技术更新快。根据这些特点,在中南大学测绘工程专业"卓越计划"培养方案的基础上,对培养方案的... 专业培养方案是落实"卓越工程师教育培养计划"的重要组成部分。测绘工程是一个实践性很强的专业,且专业知识覆盖面广、技术更新快。根据这些特点,在中南大学测绘工程专业"卓越计划"培养方案的基础上,对培养方案的制定原则、培养标准、课程体系、能力培养实现矩阵、校企联合培养方案等内容进行了详细的探讨,为其它高校制定和实施测绘工程专业"卓越计划"培养方案提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 卓越工程师 测绘工程专业 培养方案 培养标准 课程体系
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变形监测中Kalman滤波状态模型的比较分析 被引量:16
14
作者 戴吾蛟 伍锡锈 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2009年第6期88-92,共5页
在动态定位或动态变形监测中,Ka lm an滤波状态模型主要采用随机游走、常速度和常加速运动学模型。然而用这些简单的运动学模型描述变形体的复杂运动状态不可避免地含有模型误差,且由于某些异常扰动必然使得原先选用的状态模型出现显著... 在动态定位或动态变形监测中,Ka lm an滤波状态模型主要采用随机游走、常速度和常加速运动学模型。然而用这些简单的运动学模型描述变形体的复杂运动状态不可避免地含有模型误差,且由于某些异常扰动必然使得原先选用的状态模型出现显著性的模型偏差,从而严重影响滤波的精度。采用模拟数据,分别对状态模型为随机游走模型、常速度模型、常加速度模型以及附有偏差校正的常速度模型的Ka lm an滤波模型进行了比较分析,给出了不同模型在变形监测应用中的优缺点。 展开更多
关键词 KALMAN滤波 偏差校正 随机游走模型 常速度模型 常加速度模型
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Modeling dam deformation using independent component regression method 被引量:3
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作者 戴吾蛟 刘斌 +1 位作者 丁晓利 黄大伟 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第7期2194-2200,共7页
In the application of regression analysis method to model dam deformation, the ill-condition problem occurred in coefficient matrix always prevents an accurate modeling mainly due to the multicollinearity of the varia... In the application of regression analysis method to model dam deformation, the ill-condition problem occurred in coefficient matrix always prevents an accurate modeling mainly due to the multicollinearity of the variables. Independent component regression (ICR) was proposed to model the dam deformation and identify the physical origins of the deformation. Simulation experiment shows that ICR can successfully resolve the problem of ill-condition and produce a reliable deformation model. After that, the method is applied to model the deformation of the Wuqiangxi Dam in Hunan province, China. The result shows that ICR can not only accurately model the deformation of the dam, but also help to identify the physical factors that affect the deformation through the extracted independent components. 展开更多
关键词 dam deformation analysis independent component regression principal component regression ill-condition problem interpreting of dam deformation
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不同环境下GPS用于水平振动位移测量的精度分析 被引量:5
16
作者 戴吾蛟 丁晓利 +1 位作者 陈慧珊 熊永良 《工程勘察》 CSCD 北大核心 2007年第11期59-63,共5页
为了检定GPS在高层建筑结构健康监测应用中能够达到的测量精度,设计了一个能够进行不同频率和振幅水平振动,且能够输出精确振动位移量的振动台,然后利用该振动台及GPS在不同的环境下进行了一系列的振动位移测量实验。实验结果表明,经小... 为了检定GPS在高层建筑结构健康监测应用中能够达到的测量精度,设计了一个能够进行不同频率和振幅水平振动,且能够输出精确振动位移量的振动台,然后利用该振动台及GPS在不同的环境下进行了一系列的振动位移测量实验。实验结果表明,经小波去噪及多路径重复性误差模型改正后,在开阔的弱多路径环境下,能够测得振幅为2mm频率低于1Hz的振动位移;而在多路径效应较强的情况下,GPS则只能够满足振幅大于20mm频率低于0.5Hz的振动位移测量要求。 展开更多
关键词 GPS 结构健康监测 多路径效应 精度
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基于载噪比及参数先验信息的抗差模型 被引量:6
17
作者 戴吾蛟 丁晓利 朱建军 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期834-837,共4页
结合GPS应用的特点,建立了一种综合载噪比(C/No)及参数先验信息的抗差模型。试验结果表明该模型具有更高的抗差性能,从而能更有效地削弱GPS观测量中各种误差的影响。
关键词 GPS 随机模型 抗差估计
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独立分量分析及其在变形监测数据处理中的应用探讨 被引量:4
18
作者 戴吾蛟 罗飞雪 +1 位作者 曾凡河 黄大伟 《工程勘察》 CSCD 北大核心 2011年第11期58-61,共4页
在变形监测数据处理中存在噪声与信号频率混叠、变形影响因素监测量相关等问题,而独立分量分析在盲信号分离、去除冗余、处理频率混叠干扰等方面具有独特的优势。为此,将独立分量分析引入变形监测数据处理中,用仿真实验证实了该方法处理... 在变形监测数据处理中存在噪声与信号频率混叠、变形影响因素监测量相关等问题,而独立分量分析在盲信号分离、去除冗余、处理频率混叠干扰等方面具有独特的优势。为此,将独立分量分析引入变形监测数据处理中,用仿真实验证实了该方法处理"频率混叠干扰不可分"问题的有效性,并探讨了该方法在变形监测数据处理中的应用。 展开更多
关键词 独立分量分析(ICA) 变形监测 单通道 频率混叠
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GPS振动变形监测中单一衍射或反射信号误差处理研究 被引量:3
19
作者 戴吾蛟 丁晓利 朱建军 《工程勘察》 CSCD 北大核心 2006年第5期45-49,共5页
当卫星被测站周围的障碍物遮挡,接收机仅接收到该卫星经过衍射或反射信号,而没有接收到直射信号时,GPS测量结果将含有较大的误差,本文称之为单一衍射或反射误差。经分析,这种误差对载波相位测量最大可达1个波长。为了消除这种误差的影响... 当卫星被测站周围的障碍物遮挡,接收机仅接收到该卫星经过衍射或反射信号,而没有接收到直射信号时,GPS测量结果将含有较大的误差,本文称之为单一衍射或反射误差。经分析,这种误差对载波相位测量最大可达1个波长。为了消除这种误差的影响,本文提出了基于测站环境建模的卫星剔除法,通过野外实际测量的结果表明,该方法能有效地消除单一衍射或反射信号误差的影响。 展开更多
关键词 GPS 衍射 变形监测
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不同观测环境基于基线解算的数据质量分析 被引量:3
20
作者 戴吾蛟 谢荣安 +1 位作者 余文坤 匡翠林 《工程勘察》 CSCD 2012年第11期55-58,63,共5页
GNSS数据质量的好坏或可用性与观测环境密切相关,为进一步了解不同观测环境对GNSS精密相对测量的影响,以及在不同观测条件下如何提高GNSS测量精度,对不同观测环境及不同时段长求解的基线进行分析,实验表明利用基线解算分析的结果与单站T... GNSS数据质量的好坏或可用性与观测环境密切相关,为进一步了解不同观测环境对GNSS精密相对测量的影响,以及在不同观测条件下如何提高GNSS测量精度,对不同观测环境及不同时段长求解的基线进行分析,实验表明利用基线解算分析的结果与单站TEQC分析的结果一致,同时还进一步说明了通过延长观测时间可以平滑多路径效应误差,但在周跳发生频繁的环境测量时,选取数据质量较好的短时段进行基线解算将获得更高的精度和成功率。 展开更多
关键词 数据质量 GNSS 多路经效应
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