多路径误差对BDS-3变形监测精度的影响

为定量分析BDS-3观测值多路径误差对变形监测精度的影响,选取包含7个站点的某水利工程2022年共128 d的BDS-3监测数据,对监测站点周围树木裁剪树枝前后BDS-3观测值多路径误差、变形监测精度及二者的相关性进行研究。结果表明:1)多路径误差与BDS-3变形监测精度间存在强相关性,与其平面和高程精度的相关系数分别大于0.93和0.81;2)监测站点周围树枝裁剪后,使用B1I和B3I观测值的平均多路径误差从0.676 m、0.426 m降低至0.329 m、0.230 m,N、E、U方向的平均监测精度分别达0.9 mm、0.8 mm、1.7 mm和1.1 mm、1.0 mm、2.2 mm,较裁剪树枝前分别提高63%、69%、58%和52%、61%、48%;3)改变周围观测环境削弱多路径误差的影响后,使用B1I观测值的精度优于使用B3I观测值的精度,因此在BDS-3短基线变形监测的应用中推荐使用B1I观测值。

基于时间卷积模型的GNSS多路径误差削弱

多路径误差是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)短基线的主要误差源,考虑到GNSS多系统条件下,经典的恒星日滤波方法(Sidereal Filtering,SF)卫星的重访周期难以获取以及半天球模型(Multipath Hemispherical Map,MHM)需要大量数据支持的问题,引入了时间卷积网络模型(Time Convolutional Network,TCN),充分利用其对海量数据的深度挖掘能力,建立GNSS坐标序列中的多路径误差模型,并进行多路径误差的实时削弱。通过连续15 d的实验数据测试,结果表明,新方法克服了经典SF方法难以适用于多系统GNSS多路径误差的削弱,且仅需要1 d的训练样本,即可实现后续多天的多路径误差的实时削弱,其削弱效果明显优于MHM模型,表现出了良好的泛化能力。

基于正则化与恒星日滤波的BDS多路径误差削减方法

在重构的载波相位单差残差基础上,利用分段思想估计北斗卫星的多路径重复时间,分别采用正则化方法和经典小波滤波方法提取载波相位单差残差的多路径信号,得到“干净”的单差残差序列。实验结果表明,利用Tikhonov正则化方法正确提取多路径信号是可行的,多路径信号比原始测量残差更具平滑性,并进一步优化了正则化参数的估计方法。利用优化后的Tikhonov正则化方法与恒星日滤波后,载波相位单差残差平均改进40.5%;坐标残差E、N、U方向分别改进24.8%、26.3%和42.7%。无论是观测值域还是坐标域,优化后的Tikhonov正则化方法较传统的小波滤波方法更具优越性。

双频多星座北斗星基增强系统多路径误差特性研究

为了验证北斗星基增强系统(BeiDou Satellite Based Augmentation System,BDSBAS)多路径误差特性与国际民航双频多星座(Dual-Frequency Multi-Constellation,DFMC)星基增强系统多径误差模型的符合性,首先从导航系统信号特征出发,比较了北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)和伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system,GALILEO)频点信号特征;然后基于国际民航双频多星座北斗星基增强系统多路径误差模型的要求,提出一种双频多星座北斗星基增强系统多路径误差特性验证方法;最后,通过航空天线群延时试验以及实测数据对其符合性进行验证。结果表明:(1)BDS,GPS和GALILEO双频信号特征基本一致;(2)试验使用的航空天线符合DO-373天线群延时特性要求;(3)BDS,GPS和GALILEO多路径误差曲线变化趋势基本一致,双频多星座北斗星基增强系统多路径误差特性符合国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)多路径模型要求。

动态场景GNSS伪距多路径误差特性分析

为了弥补现有全球卫星导航系统(GNSS)中伪距多路径误差分析大多基于静态数据分析的不足,开展动态场景GNSS伪距多路径误差特性分析:收集车载、机载、船载等3种场景的GNSS动态数据,分析北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)B1C、B2a频点伪距多路径误差;并与全球定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)卫星公开服务频点进行比较。实验结果表明,BDS-3 B1C频点,车载、机载、船载场景的伪距多路径均方根误差(RMS)的范围分别为0.14~0.34、0.18~0.28、0.005~0.059 m,与Galileo E1频点相当,略优于GPS L1频点;BDS-3 B2a频点,车载、机载、船载场景的伪距多路径误差RMS的范围分别为0.10~0.33、0.12~0.22、0.005~0.065 m,与GPS L5、Galileo E5a频点基本相当。

基于非监督分类和图优化的GNSS多路径误差削弱方法

基于城市环境下采集的多系统GNSS数据研究非监督分类算法和图优化(factor graph optimization,FGO)算法对多路径误差的抑制能力。伪距单点定位(single point positioning,SPP)结果表明,基于K-means++的非监督分类算法进行多路径信号分离时,在N、E、U方向的定位精度分别为3.61 m、2.90 m、8.14 m,较传统算法分别提升53.18%、55.18%、44.96%。图优化方法利用伪距和多普勒约束因子进行最优估计,在N、E、U方向的定位精度分别为0.94 m、1.34 m、2.78 m,精度分别提升82.1%、78.5%、82.0%。图优化算法对城市环境下GNSS定位的多路径误差抑制具有显著效果,可用于GNSS精密定位预处理阶段的异常卫星剔除和精确坐标初值获取,提高城市环境下GNSS定位性能。

BDS-3卫星伪距偏差及多路径误差分析

卫星伪距偏差对卫星精密定位的实现及其应用会产生较大的影响,为了探究BDS-3卫星伪距观测值是否存在伪距偏差,正确评价BDS-2和BDS-3各频率信号伪距观测值多路径误差,推导了可以度量多路径及噪声的无几何和无电离层的多路径组合(MP)观测量,并利用全球均匀分布的43个MGEX测站的观测数据,计算分析了多路径误差与卫星高度角的关系,对比分析了BDS-2和BDS-3不同频率信号伪距多路径的特性,统计了多路径误差的均方根,结果表明BDS-3伪距多路径误差明显小于BDS-2,验证了BDS-3卫星伪距观测值中不存在与卫星相关的伪距偏差。

基于小波变换的单频伪距多路径误差研究

基于有效估计单频观测值伪距多路径误差的目的,在对修复单频伪距观测值周跳的基础上,采用了伪距和相位作差(CMC Code-Minus-Carrier)、滑动平均和小波变换的方法,通过不同遮挡环境下的应用实验,证明了该方法对单频伪距观测值中的多路径误差能进行有效的估计。经过多路径误差改正后的定位精度较之前有较大的提升,这为研究单频低费用接收机在高精度导航定位的应用提供了参考。

三频电离层延迟改正中多路径误差和观测噪声的削弱算法

多频测距系统可以借助多频观测数据削弱电离层延迟的影响,但多频改正算法在改正电离层延迟项的同时会不同程度地放大多路径误差、观测噪声等伪距误差的影响。其中利用三频数据可以将电离层延迟改正至二阶项,也可以只改正至一阶项,分别称为三频二阶改正和三频一阶改正。首次推导了利用三频观测数据削弱伪距中多路径效应和观测噪声等误差的算法,使三频电离层延迟改正中伪距误差的影响大大减小。通过对三频实测数据的处理和分析验证了算法的有效性并给出了一些有益的结论和建议:在利用三频观测数据进行电离层改正时,首先改正伪距中的多路径误差和观测噪声,然后采用三频二阶改正算法将电离层延迟改正至二阶项,将有效提高伪距改正精度。如果不能有效削弱这些误差的影响,宜采用三频一阶改正或双频改正。

GPS多路径误差特性分析及削弱方法

针对GPS精密定位中的多路径误差无法通过差分GPS技术或误差改正模型进行消除的问题,通过推导单反射信号和多反射信号多路径误差的函数表达,并从卫星高度角、反射面反射系数、反射面至天线距离等影响因素入手,对多路径误差的特性及对定位精度的影响进行分析。最后提出当前消除或削弱多路径误差的主要方法及措施。

中国IGS站多路径误差估计及其改进算法

为解决原始多路径误差序列中的噪声干扰,引入最小均方滤波算法,通过选择合适的滤波器长度和步长参数,对原始多路径误差序列进行滤波,结果显示:该算法可以有效地分离真实多路径误差序列和噪声,从而最大限度地削弱多路径效应的影响,使多路径误差改正率维持在80%以上。

一种改正伪距多路径误差的北斗三频周跳探测与修复方法

使用北斗三频观测值提取伪距多路径误差。分析表明,北斗伪距多路径误差达到m级,且变化较快,不能通过历元间差分完全消除,会对周跳探测及修复产生影响。提出一种改正伪距多路径误差的北斗三频周跳探测与修复新方法,能有效控制伪距多路径误差的影响,提高周跳修复的成功率。

顾及多路径误差改正的GNSS大坝形变监测研究

在GPS短基线相对定位中,可以根据多路径误差周期约为1天的重复性特点建立误差模型,采用坐标域或观测值域滤波的方法进行多路径误差改正。北斗系统由GEO、IGSO和MEO三种卫星类型组成,其中MEO卫星类型接近7天的轨道周期与GEO和IGSO约为1天的轨道周期差异较大,因此对北斗观测值进行多路径误差改正时只能采用观测值域滤波方法。本文以某水库大坝形变监测网为例,对GPS和BDS观测值分别建立多路径误差模型,根据各自卫星轨道周期进行多路径误差改正,结果表明经改正后大坝形变监测精度有较大提高。

有色观测噪声下的自适应UKF在北斗多路径误差削弱中的研究

针对由环境复杂性而造成的北斗多路径误差不能有效削弱的问题,提出了一种基于新的误差模型下的自适应无迹卡尔曼滤波(UKF)方法。该方法首先利用量测状态扩增法来解决量测噪声为有色噪声的问题,再用改进的Sage-Husa自适应UKF来动态估计系统噪声和量测噪声,从而解决噪声统计特性未定造成的误差削弱效果不明显的情况。实验结果表明在有色观测噪声下的改进Sage-Husa自适应UKF算法相比于传统UKF,能够将多路径误差削弱近60%,该方法在针对北斗定位中由于多路径误差产生的噪声不可知的情况具有很强的适用性。

搜寻最小路径误差的椭圆插补方法

提出了一种新的椭圆插补方法,包括前置处理、椭圆插补递推公式的生成及步进方向的判别等。该插补器成功地解决了椭圆插补的问题,并具有可在三个方向上搜寻最小路径误差,沿切削路径的速度稳定,加工轮廓粗糙度低等优点。

GPS测量中多路径误差的影响

对 GPS测量中多路径误差对测量成果的影响进行了探讨 ,论述了它产生的原理及其对伪距定位与载波相位影响的量级 ,并对反射系数及卫星本身所产生的多路径误差也进行了讨论。最后介绍了减弱和消除多路径误差的方法及手段。

基于经验小波变换的GNSS多路径误差改正

多路径误差是影响GNSS测量精度的主要因素及误差改正难点。将经验小波变换(EWT)算法在分解复杂信号上的优势与GNSS多路径误差的周日重复特性相结合,提出基于EWT的多路径误差提取及改正新方法。将能量熵与相关系数相结合来定义筛选系数,并将其变化显著的点作为含噪分量及信息分量的分界点;通过对含噪分量进行去噪并与信息分量重构的方式建立基于EWT的去噪新方法。模拟和实测数据实验表明,EWT能较好地提取及改正GNSS多路径误差,并且其效果显著优于EMD及小波分析方法。

GPS测量多路径误差的探讨

本文通过分析和试验得出.在基本满足目前“规范”对 GPS 测量诸如网点周围地理环境等条件要求情况下,多路径误差之中误差大体在±5mm左右。

GPS测量多路径误差的分析

世界工程测量技术迅猛发展,用GPS接收机定位定向进行工程控制测量得到了广泛应用。为了提高测量精度,减少误差,就必须分析引起误差的原因。对于边长在10km以内的GPS测量来讲,多路径误差是其最主要误差源之一。加强这方面研究,对GPS技术在工程测量中应用具有重要意义。

用实测数据分析GPS测量中的多路径误差

基于实际测量作业所得到的GPS弦距成果与相应光电测距弦距成果的比较,对GPS测量中的多路径误差问题进行了探讨,探讨对分析GPS接收机的抗多路径效应能力,以及检核GPS网的解算结果具有重要意义,有助于提高对GPS多路径误差的认识。