信号采集回放仪检测全球导航卫星系统接收机RTK性能

针对GNSS接收机的实时动态(real-time kinematic, RTK)差分性能检测,提出了采用GNSS信号采集回放仪检测GNSS接收机的RTK性能方法,以解决GNSS接收机在检测中易受观测环境影响的问题.研究信号采集回放仪回放信号的重复性以及与真实导航卫星信号检测GNSS接收机RTK精度的差异.经分析,利用信号采集回放仪检测GNSS接收机RTK精度的重复性优于1 mm,说明信号采集回放仪回放的卫星导航信号具有高复现性.由于信号采集回放仪在存储或回放阶段引入噪声,导致信号采集回放仪检测的RTK性能低于真实卫星导航信号检测的RTK性能,但是噪声带来的误差未超出GNSS接收机标称RTK精度的1/3,符合作为测试设备的要求.因此采用具有高复现性的信号采集回放仪检测接收机RTK性能是可行的,为GNSS接收机提供了稳定的真实卫星导航信号,对解决由于不同的观测环境导致检测的GNSS接收机性能一致性较差,对接收机研发生产和检测具有指导意义.

格网VRS定位服务关键技术研究

针对自然资源工作中使用的省级卫星导航定位基准站网公共服务数据安全不足和实时并发数量限制的问题,本文研究通过格网虚拟参考站(VRS)定位技术和基于基准站网数据流向的安全防护技术,生成格网虚拟观测值,实现基准站网数据流向控制,提升高精度定位服务能力,并通过测试验证,平面内、外符合度均值分别为0.7 cm和1.4 cm,高程内、外符合度均值为1.5 cm和4.2 cm,定位精度满足自然资源工作和社会应用需求。研究成果对省级基准站网的运行、维护和服务具有参考意义。

基于GNSS全球解的地心运动反演方法

地心运动研究是实现毫米级坐标框架的重要内容。本文使用IGS服务重新处理后的、时间跨度为1995—2015年的周解数据,采用网平移法,利用HELMERT模型计算全球GNSS网络自由网解相对于ITRF成果的质心三维偏差时间序列,同时采用时间序列模型对地心运动3个方向的周年项特征(振幅和相位)进行了统计,并与SLR地心反演数据进行对比。结果表明,采用本文方法获取的基于IG2全球解的地心运动时间序列,在X、Y、Z 3个方向都含有周年项,其中Z方向周期运动更为显著;采用GNSS数据反演地心运动结果与SLR成果的总体特征一致性较好。

GNSS-MR技术用于潮位变化监测分析

潮位变化的高精度监测一直是全球海平面观测系统、海洋环流和全球气候变化研究领域关注的热点问题之一。随着GNSS研究与应用的不断深入,近年来基于多路径效应的GNSS-MR技术已逐步成为一种新兴的遥感手段,即利用测量型GNSS站进行地表环境(植被、土壤湿度、雪深、潮位、火山活动等)监测。通过分析由多路径引起岸基GNSS站SNR值的变化特性,本文给出了基于SNR观测值的GNSS-MR技术监测潮位变化的反演原理。利用布设在美国华盛顿州Friday Harbor海港岸边的CORS站SC02实测观测数据对潮位变化监测进行了反演分析,并与该站相距359 m的验潮站数据进行了对比分析,两者较差均值约为10 cm左右,两者的相关系数均优于0.98。试验结果分析表明基于岸基CORS站的GNSS-MR技术在一定程度上可用于实时、连续的潮位变化监测,同时也说明岸基CORS站在一定程度上可作为验潮站的补充,进一步拓展GNSS在海洋遥感领域的应用范围。

基于小波变换的单历元算法及其在结构振动监测中的应用研究

GPS作为一种新的结构振动监测工具正受到广泛关注。目前GPS的采样率可达100Hz,可以满足结构振动监测对采样率的要求,但GPS观测量受多种误差源的影响,其测定结构振幅的精度有待进一步提高。将小波分析方法用于隔离观测噪声,并综合利用两种单历元算法的优点,提出一种新的结构振动监测单历元算法。若干试验验证本方法的正确性和有效性。

几种地基GPS区域电离层TEC建模方法的比较及其一致性研究

利用GPS实测资料实现了中国区域电离层电子含量建模,比较和评估了多项式模型、三角级数模型和低阶球函数模型的监测精度及存在的问题。研究表明,在平静电离层的条件下,多项式模型和低阶球函数模型拟合的精度较好,但前者存在明显的边际效应;三角级数模型在用于大区域拟合时精度较差;高纬度地区模型拟合的精度要优于低纬度地区。根据这些模型参数设置的特点以及电离层本身的变化分布规律,分析了这些差异存在的原因。

GPS建筑物振动变形监测中的单历元算法研究

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。

GNSS-R研究进展及其关键技术

全面评述了GNSS-R技术的研究进展,主要包括海面测高、海面风场遥感、土壤湿度探测以及星载实验等几个主要方面,从软件接收机和反演模型两个方面分析了GNSS-R的关键技术,并指出了存在的问题和发展方向。

基于Kalman滤波的断层扫描初步层析水汽湿折射率分布

给出了基于GPS信号湿延迟的层析格网模型的建立方法,对Kalman滤波层析水汽算法给出了详细的推导说明,采用给定的算法初步层析了香港区域水汽湿折射率分布。结果显示,基于Kalman滤波的层析算法可以较好地重构水汽的空间分布,较之附加约束条件的层析算法更加容易实现与计算。

基于GPSPPK/PPP的长距离潮位测量

GPS RTK技术在近距离潮位测量中已得到了应用,但因无线电传播距离的局限,难以实施长距离潮位测量。给出了基于GPS载波相位后处理技术(post processing kinematic,PPK)和精密单点定位技术(pre-cise point positioning,PPP)的长距离潮位测量的思想和方法,并通过实验对其进行了验证,取得了良好的效果。

青藏高原地壳运动与应变的GPS监测研究

全球定位系统（GPS）观测可提供高精度、大范围和准实时的地壳运动定量数据，使得在短时间内获取大范围地壳运动速度场成为可能，已广泛地用于监测现今地壳运动。该文利用1993～2002年间5期GPS观测资料采用自洽统一参考框架方法分析研究了青藏高原地区的现今地壳运动，获得了GPS速度场和应变场，结果及其精度较以前有所改善，尤其在垂直速度和喀喇昆仑嘉黎以南地区应变参数较以前结果有较大不同。通过分析与比较得出：目前喜玛拉雅块体以N37．1±0．7°E的挤压为主，达到了-98．5±4．2×10^-9／a，同时兼有的N127．1±0．7°E方向拉张，达到了26．7±2．8×10^-9／a，最大剪应变62．6±2．6×10^-9／a，面应变-78．1±5．1×10^-9／a，这与前期的研究成果有着较大的不同；西藏块体N39．0±2．0°E挤压为主，达到了-20．3±1．2×10^-9／a，同时兼有N129．0±2．0°E的拉张，达到了10．8±1．6×10^-9／a，最大剪应变15．6±1．0×10^-9／a，面应变9．5±2．2×10^9／a；总体而言，喜马拉雅块体到西藏块体的主压应变率和拉张应变率变小；青藏高原现今东西向拉张主要体现在西藏块体中部；此外，GPS结果显示青藏高原每年以3～5mm的速率处于隆升中。

GPS基准站坐标与速度场精度及随时间变化规律的探讨

应用网络工程GPS基准站每周的数据 ,按非基准方法求得区域解和全球解 ,分析研究了基准站坐标位置及速度场的变化规律 ,并给出了站坐标和速度场精度的统计分析结果。结果显示 ,坐标分量的变化趋势为线性 ,坐标残差的变化为随机曲线 ,可靠地剔除野点后 。

利用GPS技术反演中国大陆水汽变化

利用中国地壳运动监测网络2004年的GPS数据,结合测站对应气象要素,计算出大气中的水汽。采用张性样条网格化法绘制中国大陆地区2004年各月份的水汽变化图,得到了水汽含量整体变化趋势与中国年降水量分布趋势相一致的结论。

基于精密单点定位技术的GPS辅助空中三角测量

简要介绍GPS精密单点定位的基本原理,通过对带双频动态GPS数据的1∶2 500~1∶60 000各种摄影比例尺的覆盖多种地形航摄资料的处理,比较了GPS精密单点定位与差分GPS定位所获取摄站坐标的差异,并分析利用两种摄站坐标分别进行GPS辅助光束法区域网平差的精度。试验表明,当区域四角布设四个平高地面控制点时,两者的加密精度是基本一致的,且采用GPS精密单点定位技术进行GPS辅助空中三角测量结果能够满足我国现行航空摄影测量规范的精度要求。

GPS/DR/MM组合导航中的车辆定位精度研究

本文介绍了GPS/DR/MM的工作模式和地图匹配的原则和方法,探讨了将车辆位置匹配到路段上的两种方法,即利用地图数据库或GPS点直接向路段投影。本文从理论角度提出提高车辆路段定位精度的方法,并利用公式进行了推导证明。推导结果表明,利用上述两种方法对车辆位置进行最佳估计,所获得的车辆位置的不确定性大大降低,为组合导航提供了理论依据。

香港实时GPS水汽监测系统的若干关键技术

香港已经建成实时GPS水汽监测系统。主要介绍实时估计可降水分中的几个关键技术问题,如梯度模型、干分量模型的标定、湿分量至可降水分的区域性转换参数计算,以及预报卫星星历中粗差的探测方法等。最后,采用双差网解和非差精密单点定位两种数据处理方法,分别计算可降水份,并进行比较。

联合GPS基准站和验潮站数据确定海平面绝对变化

采用中国地壳运动观测网络工程厦门基准站的GPS观测数据以及厦门验潮站的验潮数据,计算了厦门海域的海平面绝对变化速度,并就高程变化问题作了深入讨论,表明点位高程变化呈周期性,几期GPS连续观测受其影响不能得出实际的高程线性变化速率,指出了要监测验潮站的地壳垂直运动,最好采用多年连续的GPS观测数据。

GPS监测中国沿海验潮站垂直运动观测研究

利用2001年和2003年两期GPS观测数据,结合绝对重力测量结果分析了中国沿海海岸在欧亚框架下的水平运动及在全球框架ITRF2000下的垂直运动特征,并讨论了GPS定期观测与连续观测的区别。

长江三峡GPS处理结果和应变背景场

采用BerneseGPSSoftware 4 .2对长江三峡工程诱发地震监测系统GPS监测网络 1998～ 2 0 0 3年的 6期观测数据进行了处理 ,结果表明 ,三峡库区与华南块体的水平相对运动在 0～ 3mm/a(± 0 .1～± 2 .0mm/a) ;蓄水导致的垂直形变区域主要集中在茅坪 香溪 巴东库段 ,近岸点垂直沉降的量级在 10～ 35mm左右 ,最大峰值区域香溪约 35mm(± 8.6mm) ,垂直形变沿远离库中心方向迅速衰减。采用贝塞尔双三次样条函数模型拟合该地区的应变率 ,推算各类水平应变场 ,结果表明 ,蓄水前各种应变背景在 10 -9/a～ 10 -10 /a量级。作为构造稳定地区 ,三峡库区近期因蓄水导致大规模形变 。

利用球冠谐分析方法和GPS数据建立中国区域电离层TEC模型

利用GPS实测资料建立了中国区域电离层TEC球冠谐分析模型（spherical cap harmonic analysis，SCHA），评估了该模型的精度和有效性。结果表明，该模型有较高的拟合精度，其拟合残差约为±3TECU，且精度在时间和空间上分布较均匀。根据IGS分析中心发布的IONEX全球电离层数据（GIM），内插得到了区域内相应时段的平均电离层电子含量，并利用它对CSHA模型的零阶项系数C0.0所表示的区域平均电离层电子含量进行了检核。结果表明，二者具有较高的一致性和相关性，其谱特征相关系数为0．993。由于SCHA模型较GIM模型利用了更多本区域的GPS观测数据，因此其拟合精度更高，拟合结果与实测数据更一致。对SCHA模型参数的时间序列进行谱分析，结果表明，该模型的模型系数较好地描述了区域电离层TEC的周期性变化特征。