一种GPS网络RTK整周模糊度解算方法(英文)

提出了一种适用于GPS多参考站网络的RTK模糊度固定方法.首先,以参与模糊度解算的参考站三角形重心为参考点,将与其形成高度角最大的卫星选作参考卫星,进而提供了载波观测值权阵构造的参数以及模糊度网解正确性的检验条件.然后,通过双频线性观测数据组合计算双差宽巷模糊度,并利用无电离层观测数据组合计算L1模糊度浮点解,引入卡尔曼滤波进行精化,并实时估计对流层延迟参数.最后,通过Z变换对模糊度协因素阵进行去相关,从而减小模糊度整数解的搜索空间,提高LABMDA算法固定模糊度的效率.实验结果表明,该方法能在40个历元内可靠实现多个参考站间整周模糊度解算.

基于LAMBDA方法的GPS整周模糊度解算研究

导航、大地测量的快速和高精度GPS定位需要解算双差分载波相位的整周模糊度值,基于经典最小二乘法求解的解整周模糊度一般为非整数解(浮动解),这种做法丢失了对提高未知参数估值的精度很有用的信息。而该文则详细讨论了基于整数最小二乘法及其降相关平差方法(LAMBDA)的原理极其算法,通过一个短基线的实例计算发现:较于未加限制的最小二乘搜索算法,LAMBDA方法在进行模糊度搜索解算时充分顾及了模糊度的整数特性,并在此基础上对模糊度协方差阵进行了降相关处理,从而改善了模糊度的方差域,消除了模糊度方差的不连续性,使得LAMBDA方法的搜索区域得到明显改善,相应的定位精度明显提高,具有较高的应用价值。

双频去相关单历元动态解算整周模糊度研究

针对GPS实时动态精密相对定位应用背景,提出一种整周模糊度实时求解方法。采用宽巷组合载波相位双差、伪距双差观测信息建立观测模型;对浮点模糊度协方差阵进行一次Cholesky分解,构造了浮点转换矩阵,使浮点模糊度完全去相关;推导确定整周模糊度的搜索空间;利用最小残差平方和搜索准则,确定单历元整周模糊度,并用OVT检验方法,对不同历元得到的整周模糊度进行一致性检验。结果表明,观测量误差均方差取值对整周模糊度搜索空间和成功率有较大影响,附加OVT检验的双频去相关单历元动态解算整周模糊度方法正确可行。

一种固定基线单频整周模糊度求解方法

针对最小二乘方法求解单频多历元数据模糊度浮点解时需进行高阶矩阵运算,导致运算量过大的问题,提出了一种结合序贯平差和最小二乘模糊度去相关调整方法求解固定基线单频整周模糊度的算法。文中分别阐述序贯平差算法和最小二乘模糊度去相关调整方法的原理,以及序贯平差求解模糊度浮点解和协方差阵、最小二乘模糊度去相关调整方法搜索整数解的过程,最后通过残差比值和先验信息固定正确的模糊度。结果表明本方法计算量小,可以在实时嵌入式平台中运行,用低成本实现GPS高精度应用。

M-Cholesky分解法快速求解GNSS整周模糊度

为解决传统最小二乘模糊度去相关算法(least-square ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)中LDL^(T)分解的对角矩阵D、下三角矩阵L及其转置矩阵L^(T)计算过程复杂、耗时较长等问题,提出M-Cholesky分解法。该方法利用四角规则法,逐步消元计算合成矩阵各元素,每次消元计算中最多只用到3个元素,可减少存储空间、提高计算效率。仿真与实测实验结果表明,相比于Cholesky分解法,M-Cholesky分解法求解GNSS整周模糊度的计算效率提高约15%。

基于判别式的整周模糊度解算方法

将LAMBDA和Bootstrapping两种GPS双差整周模糊度的估计算法相结合,提出基于判别条件的Bootstrapping方法。该方法充分利用了LAMBDA算法的漏检率低和Bootstrapping算法计算复杂度低的优点,又克服了LAMBDA算法中的整数最小二乘搜索计算复杂度高和Bootstrapping算法漏检率高的缺点,能够快速准确地估计初始时刻的双差整周模糊度。通过理论分析和计算机仿真验证,结果表明该方法是有效的。

利用LAMBDA方法进行多维载波相位模糊度转换

为解决GPS载波相位整周模糊度结算的问题,Teunissen提出了最小均方模糊度解相关调整算法(LAMBDA)。本文基于这一算法,对于多维模糊度转换矩阵进行了构建。转换后的矩阵可以直接利用多维高斯变换,而不用将两维的高斯变化多次使用。最后,通过一个例子对所提出的方法进行了验证。

整周模糊度的半参数解算方法

利用罚最小二乘原理构造加权惩罚平方和,利用半参数回归模型方法解算整周模糊度,导出了模型中正规化矩阵正定时参数平差的计算方法,用直接法得到了整周模糊度的估计量,给出了相应的公式,并用一个实例说明了此方法的有效性。

核数据调整方法研究现状与发展

随着计算程序与输运理论的不断发展,核数据的不确定度已经成为反应堆物理计算主要不确定度来源。核数据调整方法利用高精度的积分实验信息和协方差数据对多群常数或微观评价数据进行定量调整,能够有效降低核数据的不确定度,提高反应堆物理计算精度。该文介绍核数据调整方法的基本原理,总结国内外核数据调整方法发展的现状,并对我国核数据调整方法的未来发展方向提出意见。

一种多频多系统周跳探测与修复方法

为满足多频多系统精密单点定位(PPP)数据预处理的实际需求,提出了一种周跳探测与修复方法。针对多频多系统PPP数据处理中各卫星的信号数量不同,利用最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)原理构建模糊度组合。通过仅使用相位观测值估计的倾斜电子总量(STEC)探测不敏感周跳和漏判周跳。对于周跳修复,将伪距和载波相位的观测值在历元间作差求得周跳的浮点解和协方差阵,然后应用LAMBDA算法搜索周跳整数解并进行修复。通过静态、动态以及磁暴环境下周跳探测和修复实验,验证了所提方法的有效性,多频条件下周跳修复的正确率达到100%。

一种矩阵排序改进的模糊度解算方法

针对目前应用最为广泛的最小二乘降相关平差(LAMBDA)算法涉及大量矩阵运算,延长了降相关时间的问题,提出一种矩阵排序法(MOM),来提高降相关效率。仿真实验和实测结果表明:在保持与LAMBDA算法精度相当的情况下,MOM方法可将平均解算时间从43690μs降低到40970μs。

基于CGLAMBDA算法的GNSS相对定位增强方法

针对相对定位场景下载体天线间先验基线信息利用不充分问题,提出基于约束的最小二乘模糊度降相关平差算法(C-LAMBDA)的全球卫星导航系统(GNSS)相对定位增强方法:对于双天线载体,采用C-LAMBDA算法进行基线长度约束的定向解算,将求解得到的模糊度向量和基线矢量作为先验信息融入相对定位观测方程,从而将基线长度先验信息辅助提升解算效果的先天优势从测姿领域扩展到相对定位领域,由此给出基于C-LAMBDA算法的GNSS相对定位增强模型;通过推导相对定位增强模型糊度精度因子(ADOP)与传统单天线载体相对定位模型ADOP的数学关系,从理论上揭示了增强模型对于模糊度浮点解精度的提升作用。仿真与实测试验结果表明,与传统单天线载体相对定位相比,该方法在不同可视卫星数观测条件下均能够提高模糊度浮点解的精度,有效提升模糊度解算成功率,从而增强相对定位的可靠性。

基于AWDE算法的整周模糊度解算算法

在GNSS实时高精度定位中,通常是构建一个双差载波相位观测模型,通过算法解决模型中的整周模糊度问题,从而解算出较高精度的未知位置坐标,所以迅速、准确的固定载波相位双差整周模糊度成了关键。针对双差整周模糊度问题,在经典算法LAMBDA算法搜索时间过长的情况下,提出了一种自适应加权的差分进化算法(AWDE)的整周模糊度解算方法,并且与标准差分进化算法(DE),LAMBDA算法,LAMBDA-MLAMBDA算法,遗传算法(GA),自适应遗传算法(AGA)进行了解算速度、稳定性的对比试验。AWDE算法在解算3维整周模糊度时能够达到99%的成功率,最优迭代次数保持在10代以内,平均解算速度在0.015秒。最后进行了多维解算实验,实验结果表明,AWDE算法具有较好的解算速度和多维解算能力。

混合整数线性模型的最小二乘解及其应用分析

全球卫星导航系统整周模糊度解算最终归结为一个混合整数线性模型的求解问题。给出了求解混合整数线性模型最小二乘解的基本过程和由整体最优搜索准则推导出最小二乘模糊度搜索准则的简化过程,讨论了整数解的验证及其在实际应用中存在的问题。最后结合GPS实测数据的处理结果,分析了降相关变换和ratio检验在模糊度解算过程中所起的作用。

基于改进粒子群优化算法的DGPS整周模糊度快速解算

为了更快速、准确地解算差分全球定位系统(DGPS)整周模糊度,把改进粒子群优化算法用于模糊度固定解搜索环节。在DGPS整周模糊度解算中,在DGPS载波相位观测方程的基础上,利用最小二乘估计模糊度浮点解和协方差矩阵;对模糊度浮点解作降相关处理;利用改进粒子群算法搜索模糊度固定解。实例结果表明:在和LAMBDA算法的1000个历元对比实验中,二者的解算成功率都在98%左右,相差不大,但改进粒子群算法搜索时间是12.472 s,比LAMBDA算法缩短2.008 s,搜索效率明显提高。

广义阻尼LAMBDA方法及其在长基线实时定位中的应用

在长基线实时定位中,相邻观测值之间具有强相关性导致法方程出现病态,此时载波相位整周模糊度难以快速固定.针对这一问题,在传统阻尼最小二乘模糊度降相关平差(leastsquares ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)方法基础上,提出了广义阻尼LAMBDA方法,并推导出载波相位模糊度的单历元解表达式.该方法利用了坐标和载波相位模糊度的先验信息,在改善法方程病态性的同时也提高了浮点模糊度的解算精度,有助于整周模糊度的快速固定.采用两条长基线(266 km和456 km)实测数据进行验证,改进后的方法相比于传统方法,载波相位模糊度固定率提高了28.8%;当放大因子c=0时,广义阻尼LAMBDA方法与传统阻尼LAMBDA方法等价.选择澳大利亚连续运行参考站系统(continuous operation reference system,CORS)网中四条长基线实时数据流进行测试,实验结果表明:在基线长度小于1 000 km的多系统实时定位中可以获得水平优于0.02 m,高程优于0.04 m定位精度.基于广义阻尼LAMBDA方法在长基线实时定位中具有一定的应用参考价值.

基于INS辅助CLAMBDA与AFM的GPS/INS组合导航测姿方法

为了提高全球定位系统(global positioning system,GPS)定姿的性能及成功率,将带约束的最小二乘降相关平差法(constrained least squares ambiguity decorrelation adjustment,CLAMBDA)与模糊度函数法(ambiguity function method,AFM)两种算法相结合,同时利用惯性导航系统(inertial navigation system,INS)姿态信息进行辅助,提出了一种GPS/INS组合定姿方法。在CLAMBDA解算过程中,将INS姿态信息与GPS载波相位和码伪距联合解算浮点解,然后再进行固定解搜索,如果姿态解算错误,则用AFM算法得到的姿态角进行替换。其间,用INS姿态信息缩小AFM的搜索范围。之后,GPS/INS进行组合滤波。通过实际系统跑车实验表明,相比于原算法,该算法能有效提高GPS定姿的成功率。

基于几何相关的GPS观测量随机误差模型的研究

针对传统方法考虑随机误差影响因素不够全面的问题,建立了一种更加真实的GPS观测量随机误差模型。该方法在几何相关功能模型中引入了误差修正项,采用了一种以空间换时间的改进LS-VCE算法对模型进行求解,采集了2组真实的GPS实测数据对模型进行性能评估,并利用该模型解算了载波相位整周模糊度。实验结果表明,所提方法在模型精度、模型求解复杂度及整周相位模糊度解算成功率等方面均优于传统方法。

快速聚类和统计信息优化准则在模糊建模中的应用

给出了一种快速聚类方法,得到采样数据的聚类中心,用高斯隶属函数获得T- S模型的前提隶属度,然后采用正交最小二乘和“客观”的统计信息准则来选择一些重要的模糊规则,简化模糊模型,提高辨识精度和泛化能力,奇异值分解方法得到结论参数。最后通过仿真实例验证了此方法的有效性。

一种利用非差单点定位的卫星定位基线解算新方法

在测站较多的卫星定位大网解算时,一般采用非差单点定位的数据处理模式,利用测站单点定位结果得到基线,其网解的精度取决于单点定位的精度。为了快速、准确地得到高精度的网解定位结果,提出了一种卫星定位单点定位数据处理中测站间基线的解算方法。首先,形成测站非差定位的法方程,对选定基线的各非差法方程进行变换。然后,再将各基线对应测站的法方程进行组合,得到站间坐标差和模糊度的法方程。利用分步搜索的最小二乘降相关分解法进行整周模糊度固定,进而解算测站间的基线。通过实验数据验证,该方法可在非差单点定位数据处理中进行测站间基线的快速准确解算。