镜面投影法确定地球同步卫星精密轨道

针对地球同步卫星(GEO)轨道面变化缓慢且能知道较准确近似值的特点,提出了镜面投影法。它以轨道面作对称面(镜面),将原观测站投影生成虚拟观测站;利用原站星距构成虚拟观测值。原观测值与虚拟观测值联合用于轨道参数估计,可以大大地增强观测几何结构,改善法方程状态,提高参数估值的精度。仿真计算的结果表明,新方法的效果明显。

GPS精密测量中系统误差的分离方法

将系统误差作为待估参数纳入观测方程。观测方程属于观测数小于待估参数个数的秩亏方程。本文提出一种新算法。通过降维变换 ,并借鉴拟稳平差思想 ,采用“选群拟合”附加约束 ,可求得基线分量等确定性参数的估值以及系统误差估值 ,削弱了系统误差对 GPS精密定位结果的影响。用两个 GPS基线实测算例 ,比较了新方法与以往算法的效果。最后讨论了新方法在

测量平差中不适定问题解的统一表达与选权拟合法

将测量平差中常见的几种数学模型分析比较,发现它们的解可以统一表达,形式上,都可以由吉洪诺夫正则化原理导出。在拟稳平差思想的启迪下,作者提出选权拟合法解不适定问题的思路。作者强调,解不适定问题应根据具体问题对参数作具体分析,找出合理的权阵或参数约束矩阵,利用统一的解式,可以得到符合客观实际的结果。最后介绍两个新解法算例。

粗差的拟准检定法(QUAD法)

以往对付粗差的各种方法都是以余差（残差）为研究对象的。本文提出一种全新的研究思路和方法，从真误差入手。真误差与观测值有确定的解析关系。但关系式的系数阵是秩亏的。本文借鉴周江文的“拟稳平差”思想，提出“拟准观测”的概念，附加“拟准观测的真误差范数极小”的条件，解决了关于真误差的秩亏方程组求确定解的问题，推导了粗差的拟准检定法算式。该方法依据真误差估值的分布特征，检测粗差准确可靠。不仅能有效地同时定位多个粗差，估计其大小，而且能严密评定估值精度。它适合于过去用到最小二乘法（ＬＳ）的各种学科领域处理粗差。文章最后简要介绍两个算例，说明拟准检定法实施过程和效果。

GPS测量的中性大气折射改正的研究

中性大气对ＧＰＳ信号的折射影响是ＧＰＳ测量的重要误差源之一。测量定位的垂直分量精度的提高，受到中性大气延迟改正程度很强制约。本文首先介绍中性大气延迟量的计算方法和估算中性大气对基线测量影响的公式，然后比较不同气象参数对计算延迟的影响和分析不同改正模型的模拟计算结果。通过比较分析，得到一些有益的结论。文章特别分析了实际应用Ｓａａｓｔａ－ｍｏｉｎｅｎ模型和Ｈｏｐｆｉｅｌｄ模型时应注意的问题。

一种三步抗差方案的设计

抗差估计的关键是选择恰当的极值函数ρ（·）或（·）函数。本文针对抗差估计涉及的几个重要问题，提出一种新的抗差方案的构想。新的抗差方案试图实现如下三阶段目标：１）选取抗差性能很强的初值，包括定位参数和单位权中误差的初值。２）综合抗差，即要求能实现系数阵空间和观测空间同时抗差，能解决相关观测抗差估计问题，实现定位参数与单位权中误差的联合抗差。３）剔除粗差，给出有关估值的准确统计特性。实施这种三步抗差估计，将以加权最小二乘迭代作为基本算法。迭代权以ＩＧＧ方案为基础，在不同阶段取不同的调制因子ｋ０和ｋ１，可以采用同一主程序结构。因而也可称为变动调制因子法。本文用算例对比了几种常见抗差方案的效果，验证了三步抗差方案的有效性。

相关观测情况的可靠性研究

可靠性是测量网优化设计和数据质量控制要考虑的重要因素之一。在独立观测情况，测量网的可靠性可用多余度（或称多余观测分量）来表示。多余度越小，该观测位置的可靠性越差。但在相关观测情况，多余度的值域超出［０，１］区间，已不能反映可靠性特征。本文建议采用一种新的可靠性度量指标：γｉ＝ （ Ｐ Ｒ）ｉｉ／ｐ ｉｉ，其中 Ｐ 是观测权阵， Ｒ 是平差因子阵。γｉ 的值域在［０，１］区间，γｉ 越小，该观测位置的可靠性越差。本文认为，通常包含在内部和外部可靠性指标中的非中心参数 λ０，由主观选择的弃真概率 α０，检验功效β０ 以及模型误差个数ｂ０ 决定，且一经选定，λ０ 是常数，因此可靠性指标可不考虑 λ０ 因子。系统的可靠性完全由 Ｒ 和 Ｐ 决定。本文论证，新的指标 γｉ 是一种统一的指标，既适于独立观测，也适于相关观测；还可将内部和外部可靠性统一起来。最后对三个算例的有关指标进行了分析比较。

论真误差拟准解的基本特性

本文将回答这样一个问题：为什么拟准检定法能准确地定位粗差并估计出粗差大小？首先从理论上论证真误差的估值（拟准解）的重要特性：真误差拟准解的大小完全由它对应的观测值中的粗差决定，因此它能直接反映粗差的位置和大小。

拟准观测的选取和真误差估值的“分群”现象(英文)

以往检验粗差有两类不同的方法 ,一类是假设检验 ,另一类是抗差估计。它们虽然有显著不同 ,但都是以最小二乘残差及其函数为研究对象的。文献 [8,9]提出了以真误差为研究对象的拟准检定法。该方法通过附加拟准观测真误差的估值极小的条件 ,直接求解关于真误差的秩亏方程 ,然后依据真误差估值的分布特征判别和定位粗差。拟准检定法的关键是如何正确的选择拟准观测。本文总结了实践中选择拟准观测的原则和方法。选择拟准观测可采用初选与复选两步来实施。初选时将观测值分为 4类 :“0”类是按一定规则经过初步判断怀疑含粗差可能性很大的 ,不宜选为拟准检测 ;“1”类是依内部可靠性指标衡量 ,所处位置结构差的观测 ;“2”类与“0”相反 ,是依一定指标判断含粗差可能性较小的观测 ;“3”类是除上述三种特殊情况以外 ,余下的观测。这四类观测中 ,“2”类以及“3”类中指标值 ui 相对较小的部分观测可初选为拟准观测。复选是在初选后计算出真误差估值的基础上 ,选取真误差估值绝对值较小的为拟准观测。本文指出拟准观测的初选可以不唯一。利用许多统计学者曾多次讨论过的一个算例[6 ,1 1 ] ,详细介绍了选择拟准观测的过程 ,并将有关结果与以往的结果进行比较 ,用拟准检定法一方面排除了 4个异常观测的影响 ,?

再论拟准检定法的原理、实施和应用

综合阐述了拟准检定法的原理和特点、研究思路。拟准检定法的关键是如何正确选择拟准观测,文章介绍了初选和复选拟准观测的实施要点。列举了拟准检定法在图相关情况下的粗差检测,形变分析中的异常探测以及GPS相位观测的周跳检测和修复等方面的应用例子。

测量数据的质量控制理论探讨

从可靠性和粗差检测两方面分析了质量控制理论研究的进展；介绍了新的统一的可靠性指标，它完全由系统的结构决定，不包含受主观因素影响的概率因子（非中心参数λ）。详细介绍了拟准检定法的原理和实施办法，特别是初选拟准观测的一些技巧，遇过一个算例比较了拟准检定法与假设检验的三种形式的计算结果，后者存在部分粗差不能发现的问题，而前者能发现全部粗差，效果较好。

利用非组合精密单点定位技术确定斜向电离层总电子含量和站星差分码偏差

联合双频GPS数据,利用相位平滑伪距算法,可得到包含斜向电离层总电子含量(slant total electron content,sTEC)、测站和卫星差分码偏差(differential code bias,DCB)的电离层观测值(称之为"平滑伪距电离层观测值"),常应用于与电离层有关的研究。然而,平滑伪距电离层观测值易受平滑弧段长度和与测站有关的误差影响。提出一种新算法:利用非组合精密单点定位技术(precise point positioning,PPP)计算电离层观测值(称之为"PPP电离层观测值"),进而估计sTEC和站星DCB。基于短基线试验,先用一台接收机按上述两种方法估计sTEC,用于改正另一接收机观测值的电离层延迟以实施单频PPP,结果表明,利用PPP电离层观测值得到的sTEC精度较高,定位结果的可靠性较强。随后,选取全球分布的8个IGS(internationalGNSS service)连续跟踪站2009年1月内某四天的观测数据,利用上述两种电离层观测值计算所有卫星的DCB,并将计算结果与CODE发布的月平均值进行比较,其中,平滑伪距电离层观测值的卫星DCB估值与CODE(Centre for Orbit Deter mination in Europe)发布值的差别较大,部分卫星甚至可达0.2～0.3 ns,而PPP电离层观测值而言,绝大多数卫星对应的差异均在0.1 ns以内。

基于GPS双频原始观测值的精密单点定位算法及应用

提出一种基于GPS双频原始观测值的PPP算法。与基于消电离层组合观测值的传统PPP算法不同,鉴于电离层的弥散特性,本文算法参数化L1频率上的站星视线方向电离层延迟,可有效避免传统PPP方法中观测值组合过程所引起的观测噪声以及多路径效应被放大的不利影响。同时在利用扩展卡尔曼滤波模型进行未知参数的递归估计过程中,通过对大气延迟参数引入符合实际的约束,可以加快滤波收敛,提高参数估值的可靠性,视线方向电离层延迟可与其余未知参数同时估计得到,进而便于利用PPP技术进行单站电离层的提取和精密建模,此外,对于可能的模型误差(如码观测值粗差、相位观测值周跳等),基于DIA的质量控制策略以消除或削弱其对参数估值的不利影响。利用实测数据对算法在静态、低动态以及高动态定位应用方面的精度进行检验,结果表明,静、动态定位结果的外符合精度可分别达到1～2cm和7～8cm。通过比较两种PPP算法在低动态试验中的定位结果,表明本文算法能显著地减少滤波收敛时间,提高滤波收敛解的稳定性,进而验证了算法的可行性和有效性。

利用精密单点定位求解电离层延迟

近年来,高时空分辨率的全球导航卫星系统(GNSS)观测信号已成为电离层研究的重要资源.利用GNSS研究电离层,需首先将观测资料转换成包含电离层信息的可观测量(Ionospheric Observables,称之为"电离层观测值").目前,最常用的电离层观测值一般采用联合无几何影响组合的码和相位观测,利用相位平滑伪距方法计算得到(称之为"平滑电离层观测值"),但该过程易受平滑弧段长度和与测站有关的误差(如多路径效应和观测噪声)的影响.本文提出利用精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)提取电离层观测值(称之为"PPP电离层观测值",形式与平滑电离层观测值相同).与相位平滑伪距相比,IGS发布的卫星轨道、钟差产品可被PPP合理利用,从而有效减少了待估参数,使得电离层观测值的估计精度得到改善.基于短基线和零基线实验,通过考察两类电离层观测值的站间单差结果在各卫星弧段间的离散程度,验证了PPP电离层观测值的可靠性:以某两天的短基线实验结果为例,与测站有关的误差对PPP电离层观测值的影响分别为对平滑电离层观测值影响的44.4%和35.7%,表明PPP电离层观测值更利于高精度电离层建模、预报等研究.

联合反演模型中相对权比的优化反演

利用包括大地测量位移在内的2种以上的观测量进行联合反演,反演模型中相对权比λ的取值是一个值得研究的问题。在阐述了联合反演中相对权比λ取值的传统做法的基础上,提出将相对权比作为反演参数与其他待反演参数一同反演的观点,详细地推演了反演模型,明确了用正法反演解算该问题的方法和过程。算例模拟了2种方案6种情形,结果表明:①反演迭代收敛,反演的材料参数都达到或非常接近真值;②观测量的分布影响着相对权比λ值的大小;③随着迭代接近收敛,相对权比λ的值也趋于稳定,反映出其值的可靠性较好。

GPS卫星精密星历和钟差三种内插方法的比较

阐述了GPS精密星历和钟差滑动式内插方法,利用德国GFZ(Geo Forschungs Zentrum)数据中心提供的精密星历和钟差,分析和比较了两种滑动式多项式插值以及线性插值方法,并且探讨了线性插值的适用范围,得出了一些已有文献未论及的结论。

整体最小二乘法直线拟合

针对在直线拟合中,因变量选取不同拟合的结果有差异现象,提出采用整体最小二乘法进行直线拟合。文章在分析直线方程特点的基础上,采用EIV模型描述直线方程,在解算中根据系数矩阵的特点应用QR分解分为将方程两部分,采用了混合最小二乘法求解。理论分析和实际计算结果表明,整体最小二乘法顾及了因变量和自变量的误差。拟合精度高于普通最小二乘法,采用整体最小二乘拟合直线,整体上优于普通最小二乘法。

用L-曲线法确定半参数模型中的平滑因子

提出了一种新的方法———L 曲线法确定平滑因子。通过确定合适的平滑因子 ,更好地控制了残差部分VTPV与光滑度部分STRS之间的平衡 ,得到了更准确的参数估值。通过算例 ,将基于L \|曲线法确定平滑因子的半参数模型解算方法和其他方法进行了比较。结果表明 ,用L 曲线法确定平滑因子后 ,提高了半参数模型计算结果的精度 ,可以更好地将观测值中的系统误差分离出来。

单频GPS快速定位中病态问题的解法研究

研究只利用少数历元GPS载波相位观测值进行快速定位时的新解法。在分析病态法矩阵结构特性的基础上,基于TIKHONOV正则化原理,提出一种选择正则化矩阵R的新方法,减弱法方程的病态性。与其他方法相比,新方法得到与模糊度准确值更接近的浮动解及其相应的均方误差矩阵。结合LAMBDA方法,用均方误差矩阵代替协方差阵确定模糊度的搜索范围,可准确快速地确定模糊度,最后得到基线向量的解。结合算例,将新解法与最小二乘估计、岭估计和截断奇异值法分别结合LAMBDA方法解算模糊度的结果进行比较分析,展示新解法的效果。

顾及电离层变化的层析反演新算法

区别于以往GPS电离层层析研究主要关注迭代模型的思路,本文从两方面入手提高GPS电离层层析迭代算法的反演精度:一方面,顾及传统电离层层析迭代模型仅与对电子密度误差起放大作用的GPS射线截距权重相关的不足,提出考虑层析像素格网中的电子密度对GPS TEC的贡献建立新的迭代模型,在不同电子密度像素格网内重新分配GPS TEC实测值与其反演值之间的差距;另一方面,顾及电离层层析迭代算法中松弛因子对反演结果的影响,提出考虑电子密度变化构造新的松弛因子,抑制传播噪声对电子密度反演精度的影响.实验结果显示,相对于传统代数重构算法(ART),新方法反演的电离层电子密度剖面更接近于电离层测高仪观测的电子密度剖面,提高了电子密度反演精度.