TEQC与Anubis的数据质量检核性能分析

作为主流的数据质量分析软件,TEQC和Anubis(转换、编辑和质量检查软件)具备对不同格式版本的观测数据进行质量分析的功能。本研究利用这一功能,对RINEX(与接收机无关的交换格式)2.11版本的观测数据进行了数据完整率、周跳比、多路径效应和信噪比四项指标的分析。在此基础上,还利用Anubis对多样化内容的RINEX3.04格式数据进行了多系统多频点的分析。研究结果显示:Anubis和TEQC的数据完整率在观测数据未缺失时差异小于0.3%,而在多路径效应、周跳比和信噪比方面,由于其计算方法和软件特性的影响,其指标存在较大差异。Anubis在完整率、多路径效应和周跳比指标方面相比TEQC其数据质量分析性能更优,而信噪比在2个软件中均未统计出弱信号强度,其软件间的差异性影响较小,分析性能相当。此外,Anubis能够对多样化数据进行多系统多频点的分析,且通过其内置的可视化功能进行更直观和全面的数据质量分析。这对于实现高精度GNSS定位具有重要意义。

新一代RINEX标准格式及其应用

随着GALILEO计划的实施、美国GPS和俄罗斯GLONASS现代化以及SBAS系统的使用,综合利用各个系统的卫星信号可以提高定位精度及其可靠性。为了适应新增卫星导航系统的信号频率和观测值的不同,在RINEX第二版数据交换格式的基础上产生了RINEX第三版。本文讨论了RINEX第二版中的2.10和RINEX第三版中的3.00的格式之间的差异,并论述了RINEX3.00格式的相关应用情况。

GALILEO完备性系统中XPL算法研究

为实现XPL的有效估计,利用HPL和VPL模型,结合实际观测数据进行计算分析,结果表明:利用HPL和VPL计算理论计算出的HPL和VPL的最大值分别小于9m和12m,能够满足12m和20m的限值要求。并且还从标准差角度验证了该算法的稳定性。

顾及轨道误差BDS/GPS实时钟差融合估计的观测权函数设计

实时钟差产品是高精度广域差分位置服务(亚米级、分米级、厘米级)的基础产品,本文针对BDS/GPS轨道精度差异,设计了一种顾及轨道精度差异观测权函数,优化了实时钟差估计的随机模型,在此基础上基于非差法实现了BDS/GPS联合的实时钟差估计。采用MGEX和iGMAS跟踪站的实时观测数据进行实时钟差解算,并与iGMAS产品综合中心提供的事后精密钟差产品进行了比较分析。结果表明:基于该方法估计的钟差精度对单GPS、单BDS和BDS/GPS融合都有提高,其中BDS钟差精度整体较GPS更为显著,提高幅度约12.8%,其中IGSO/MEO更为突出,提高幅度约20%,验证了方法的有效性。

BDS/GPS/GLONASS融合定位模型及性能分析

针对传统GNSS单星座系统定位存在的诸多不足,基于单点定位,给出建立在时空统一上的BDS/GPS/GLONASS多模融合定位模型,并对实测三系统数据分不同方案进行定位解算,分析各方案的可见卫星数、精度衰减因子(DOP)及定位精度。结果表明,BDS/GPS/GLONASS融合系统可见卫星数大幅提高,DOP值显著下降,定位的精度和可靠性优于各单系统。

BDS/GPS组合相对定位方法及精度分析

基于BDS/GPS联合定位的时空基准统一,详细介绍BDS/GPS定位的数学模型。在伪距双差和载波相位相对定位两种算法的基础上,编写BDS/GPS定位程序处理实测的BDS/GPS短基线数据。最后对比和分析在BDS、GPS、BDS/GPS 3种模式下的定位精度水平。本文的分析为BDS/GPS的定位提供了一定参考。

BDS+GPS双系统多频RTK算法研究

目前北斗卫星导航系统(BDS)已建成区域导航星座,并具备了覆盖亚太地区的导航定位服务能力。作为全球第一个全星座播发三频卫星导航信号的卫星系统,北斗三频RTK定位性能进入实测验证阶段,而且BDS+GPS双系统多频RTK定位算法也待进行算法验证。本文基于非组合RTK定位模型,采用Kalman滤波算法,并根据在成都实测的BDS三频与GPS双频数据,对各种定位模式下的定位性能进行分析和比较。结果表明,该算法可以兼容不同解算系统和不同频率组合的要求,可以实现多频多系统RTK定位。双系统联合定位精度要高于各个单系统定位。在卫星几何构型较好的情况下,三频定位精度相对于双频短距离RTK定位精度的改善有限,其中BDS单频与GPS单频精度最高。在卫星几何构型较差的情况下,频率的增加可以提高RTK作业的可能性。

BDS/GPS实时钟差估计中ISB分析与函数模型设计

实时钟差产品是高精度广域差分位置服务(亚米级、分米级、厘米级)的基础产品,通过研究BDS/GPS融合的ISB,研究了各类型接收机BDS GEO/IGSO/MEO ISB差异,提出了在BDS/GPS联合的实时钟差估计中引入3个ISB参数的函数模型,在此基础上基于非差法实现了BDS/GPS联合的实时钟差估计。采用MGEX和湖南CORS实时观测数据进行了实时钟差解算,利用i GMAS产品综合中心提供的事后精密钟差产品作为基准,对比分析了新方法与原有方法的实时钟差产品的精度差异。结果表明,该方法与原方法估计的GPS钟差精度相当,对BDS实时钟差精度改进显著,尤其对BDS IGSO/MEO卫星,改进幅度在20%以上,验证了算法的有效性。

北斗GEO/IGSO/MEO卫星定轨地面站构型影响分析及其优化

GNSS卫星定轨精度主要取决于卫星动力学模型精度和GNSS几何观测信息。由于北斗GEO/IGSO卫星静地、高轨特性,以及力学模型不精确等原因,地面几何观测信息对轨道改进至关重要。本文讨论了北斗GEO/IGSO/MEO卫星定轨地面站分布影响及优化改进方法。在简化动力学定轨模型基础上,探讨多历元几何观测信息累积对轨道的改进;研究了北斗导航卫星定轨理想几何构型条件,得到影响定轨精度的几何因子,包括测站数量、覆盖范围、分布密度;利用离散概率密度方法研究地面站构型,分析了3类卫星轨道改进机理和优化方法。通过算例,讨论了增加5个中国区域基准站改善离散概率密度指标,优化全球北斗卫星定轨构型,发现GEO和IGSO卫星精度改善最为明显,MEO卫星改善最小;其中GEO卫星提高了10%,IGSO卫星提高了16%,MEO卫星提高了4%。

北斗卫星导航系统实时定轨及SSR改正信息生成方法

随着GNSS应用的不断发展,实时位置服务已经成为国内外研究热点,而北斗卫星导航系统的实时服务尚处于发展阶段。本文基于卫星精密定轨基本原理,讨论了北斗导航卫星实时轨道确定策略;研究了基于北斗卫星质心和天线相位中心的SSR轨道改正值生成方法,并给出了一种适合北斗导航卫星的IODE值表达方式;基于国家基准站和全球MGEX站数据,进行了北斗导航卫星的实时轨道解算测试,结果表明,GEO卫星1D RMS精度优于400 cm,平均精度为223 cm,其径向精度优于20 cm;IGSO卫星精度优于30 cm,平均精度为22 cm,其径向精度优于10 cm;MEO卫星精度优于30 cm,平均精度为15 cm,其径向精度优于10 cm。

新一代国际标准RTCM V3.2及其应用

随着我国北斗卫星导航系统和欧盟伽利略计划的实施,美国全球卫星导航系统及俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统的现代化以及地区性广域差分增强系统的使用,原有的数据传输协议已经难以提供全面的差分和网络实时动态差分服务,在国际海运事业无线电技术委员会3.1版本标准格式的基础上产生了3.2版本标准格式。本文集中讨论国际海运事业无线电技术委员会协议第三版中两种格式之间的差异,并着重介绍了北斗卫星导航系统差分信息,分析3.2版本标准格式的相关应用情况。

精密单点定位用户自主式完备性监测算法

精密单点定位PPP是当前GNSS高精度定位中的关键技术之一,使用的PPP采用扩展卡尔曼滤波估计,未知参数包括站点坐标,接收机钟差,对流层延迟以及虚拟未知数。在QR奇偶检校法的基础上,重点考察设计矩阵向量间的相关距离,将其作为粗差探测和识别的研究对象。通过向量相关距离时间序列,可以区分单个粗差和多个粗差的粗差集。提出精密单点定位的RAIM算法,解决了精密单点定位中的质量控制问题,使得多个粗差的识别更加清晰和快捷。

基于Sentinel-1数据监测临汾盆地地表形变

基于以往研究,使用12景影像形成67个干涉图,并利用stacking技术获取临汾盆地2015~2016年形变速率。结果显示,沉降区域主要分布在罗云山断裂带和峨眉-紫金山断裂带之间,中心区域沉降速率超过40mm/a,与地下水的等高线分布较为相似,地表形变是地下水抽取和断裂带的联合作用。

基于闭合环的InSAR解缠误差探测方法研究

基于Sentinel-1数据,提出一种基于多个干涉图闭合环的残差探测解缠误差方法。以形变量较大的墨西哥城区为实验场,分别采用不同的闭合环对同一个干涉对进行探测,结果具有较好的符合性。

卫星轨道完备性监测研究

为了解决高精度定位中的卫星轨道粗差判别问题,采用轨道积分方法和轨道拟合方法,重点分析了卫星精密星历SP3文件的轨道积分精度,利用对卫星轨道加入不同粗差的计算方案,讨论了轨道积分的精度以及其对定位的影响,研究了利用卫星轨道积分精度实现完备性监测的方法。结果表明:通过卫星轨道积分精度的方法,可以反映卫星的粗差信息并予以将粗差卫星剔除;当剔除粗差卫星后,精密单点定位精度提高;当对正常卫星加入粗差,且随着加入粗差的增大,卫星轨道积分精度越来越差。该成果对完备性监测的研究具有一定的参考价值和指导意义。

灰色模型的GLONASS卫星钟差预报

为了提高卫星钟差预报的精度,提出利用灰色模型预报GLONASS卫星钟差的方法。灰色模型通过少量的基础数据建立模型、预报卫星钟差,并能在保证精度的前提下,提高卫星钟差的预报速度,为未来高精度自主导航定位提供可能;利用灰色模型设计了3种方案预报GLONASS卫星的精密钟差,预报结果与GLONASS精密钟差数据进行比较分析。结果验证了灰色模型在GLONASS卫星钟差预报中的可行性;并且表明卫星钟的种类、稳定性对钟差预报有一定的影响。

不同基准钟约束的卫星钟差精度分析

为了提高GPS卫星钟差事后解算的精度和可靠性,提出通过选择氢钟、铯钟、铷钟等不同类别的原子钟作为测站基准钟进行约束,利用抗差估计方法进行卫星钟差精度解算,分析并比较以各类原子钟为基准钟的钟差产品的精度。基于抗差估计方法迭代计算等价权的特性,挑选出可得到高精度卫星钟差产品的基准钟。实验结果表明,氢钟更为适合抗差估计的数据处理方法,其精度相较于其他类型原子钟精度更高,可以在一定程度上提高卫星钟差产品的精度。

不规则格网的伪距差分方法研究

鉴于当前规则格网伪距差分方法的格网划分一般为经纬度1°的格网,在地势起伏较大的区域,用户与虚拟站点高差较大时,造成高程方向差分定位精度较低,提出了一种生成不规则格网来拟合地形的方法。该方法根据区域内数字高程模型信息,采用双线性插值法,内插出区域范围内的平均高程作为虚拟站所在的高程面,在一定区域内实现虚拟站与流动站高差尽可能小,生成与区域内与地形相符的不规则格网,从而解决差分无法消除的不同高程面下的对流层延迟差异。实际测试证明,不规则格网较规则格网在高差1000m时在U方向上能提高46.3%的定位精度。

BINEX标准数据格式及其解析

针对目前兼容北斗的GNSS导航信息二进制存储格式不统一的问题,提出使用BINEX数据格式进行存储的方法:通过对BINEX标准数据格式的介绍,阐述BINEX格式进行解码的流程与方法,最后通过实例验证BINEX格式的可用性和准确性。结果表明:使用BINEX格式兼容北斗导航信息的数据存储具有准确、高效的特点。

工业测量系统在矿井十字中线恢复中的应用

工业测量系统具有非接触观测的优点,在许多危险性大的实际问题中得到了广泛应用,相比常规接触测量难度小,在一定程度上减少了人为误差。文中介绍了在某煤矿事故的实际问题中运用工业测量系统通过矿区控制网的重新建立,井中确定,绞车中心及绞车主轴测定等工作恢复矿井十字中线的情况,说明了工业测量系统在恢复矿井十字中线应用上的可行性。