多种观测环境下GNSS数据质量分析

随着城镇化进程的加快和民生基础设施的全面建设,对全球卫星导航系统(GNSS)控制点勘选的限制因素越来越多,无形中增加了GNSS控制点勘选工作的难度。为了在有限的自然环境中最大限度地提升GNSS控制点勘选工作效率,减轻GNSS控制点勘选难度,特开展了多种特定观测环境下GNSS数据质量分析,结果表明:GNSS控制点数据质量对距离变电站、水面远近没有影响;光滑连片铁皮建(构)筑物对距离100 m的GNSS控制点观测数据质量无影响;扼流圈天线可以极大地提高GNSS数据质量。

GNSS载波相位精密时间传递数据处理技术综述

精密时间传递是时频领域最为基础的工作之一,在科技、经济、军事和社会生活中具有重要作用.全球卫星导航系统(GNSS)因其众多优势成为精密时间传递的重要手段,尤其是近些年发展的基于高精度载波相位观测值的时间传递技术成为GNSS时频领域的研究热点.本文对GNSS载波相位精密时间传递相关的研究进行了全面总结,对其数据处理涉及的观测模型、模糊度处理方法进行了归纳阐述,对精准性、一致性、稳健性、连续性、实时性、完好性等技术进行了探讨,并指出该领域未来应该重点解决非差与差分处理模型统一性、不同机理融合时间服务统一性和天空地海地下时间服务无缝性问题.

不同观测环境中基于TEQC的GNSS数据质量分析

为进一步了解多路径效应、衍射误差、电磁波信号干扰对GNSS信号的影响,利用TEQC软件对7种典型观测环境的实测数据进行了质量分析,结果表明:1)树林环境下能够接收到GNSS信号,但周跳、衍射误差及多路径效应最严重,数据质量差;2)无线通讯基站与雷达站附近的电磁波对GNSS信号有一定的干扰,而高压线形成的磁场对GNSS信号干扰影响很小;3)现代测地型天线可有效抑制位于天线水平以下水面的反射信号,但对来自玻璃幕墙的反射信号无抗干扰能力。

陕西省GNSS连续观测系统建设与应用

全球卫星导航定位系统(GNSS)的出现使得GPS连续运行参考站网络逐渐成为主流的形变监测手段。为了推进陕西地区构造环境变化规律的认识,兼顾大地测量、气象预报以及国民经济建设等方面,陕西省地震局组织建设了陕西省GNSS连续观测系统。本文介绍了陕西省GNSS连续观测系统的构成,对基准网、网络通信系统、数据中心等三个主要组成部分的具体架构进行了详细叙述,最后对GNSS连续数据在地震监测预报中的应用做了简要介绍,今后将把系统广泛应用于国土、测绘等相关行业。

地基GNSS和天基掩星观测对全球电离层数据同化效果的影响分析

电离层的精确现报预报对装备系统效应减缓及空间科学研究均具有重要的应用价值.地基GNSS和天基掩星是电离层数据同化最为重要的数据来源之一.通过观测系统仿真试验(observation system simulation experiments,OSSE)对四种不同的观测系统条件下的全球电离层数据同化效果进行了定量分析,数据同化的总电子含量(total electron content,TEC)及三维电子密度参量技术得分(skill score,SKS)的评估结果表明:1)观测构型对数据同化现报和预报精度均具有重要影响.2)仅仅同化地基GNSS数据,其同化的TEC精度相比背景模型会有较明显的改善,TEC现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS分别为0.45、0.39、0.32和0.25;但电子密度的现报和预报结果相比背景模型的改善则相对有限,电子密度现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS仅为0.05、0.04、0.03和0.02;通过融合掩星观测数据,其电子密度的精度会有明显提升.3)在掩星卫星数量较多且观测数据的覆盖性较好的条件下,仅同化掩星TEC观测数据就可以获得准确的TEC和电子密度现报与短期预报结果;大规模掩星星座的观测比仅利用地基GPS观测进行同化,其TEC现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS分别提高了0.2、0.17、0.14和0.12;电子密度SKS分别提高了0.39、0.35、0.28和0.22,电子密度SKS的提升幅度要优于TEC.4)现有的观测系统布局对中低纬区域的数据同化精度的提升效果要优于高纬区域;5)随着预报时间的增加,数据同化的精度呈现下降的趋势.随着未来微小卫星数量的快速增加,天基掩星观测将对电离层状态的精确表征产生不可估量的作用,相关研究可为我国天地基电离层观测系统的设计和构建提供技术参考.

河北省GNSS观测数据质量分析

使用TEQC软件评估了河北省地理信息局59个GNSS测站2019年1—9月的观测数据质量,结果表明:大部分测站的数据质量良好,满足地壳运动监测要求;11个测站数据多路径效应影响较大,通过数据处理等方式减小多路径效应MP_(1)、MP_(2)的影响,可用于地壳运动监测;SW01、SZHJ、SZJO、SZLF、SZWX五个测站数据质量较差,不建议用于地壳运动监测;SZKB测站数据质量在2019年6—9月明显提升,达到地壳运动监测技术要求,建议对其更长时间的数据做质量评价。对观测质量较差的SW01、SZHJ、SZJO、SZKB、SZLF、SZWX 6个测站数据观测质量的影响因素进行分析,并给出了合理建议。

高层建筑物沉降观测数据连续性探讨

以恢复损坏沉降观测点观测数据为研究对象,通过线性回归等多种数学方法解决了沉降观测数据连续性问题,为高层建筑沉降提供了完整、连续的观测数据,为现场施工和建筑安全提供了技术保障。

GNSS观测数据质量检核

GNSS观测数据的质量直接关系到GNSS的测量精度和可靠性。文章在周跳探测、相位平滑伪距等研究的基础上,从多路径效应、电离层延迟、电离层延迟变化率等方面对GNSS观测数据质量检核进行了研究,并编写了一款新的GNSS观测数据质量检核软件G-QC,实现了质量检核报告的可视化。该软件能兼容RINEX第2版及第3版。通过与TEQC(translation,editing and quality checking,TEQC)软件包的质量检核结果进行比对,验证了算法的正确性。利用所编制的软件G-QC实现了对GPS/BD双模接收机静态和动态观测数据的质量检核。

福建省GNSS连续观测台网建设

对建设中的福建省GNSS连续观测台网的建设目标、设计指导思想、台站布网原则、技术与设备方案等方面进行了简述。福建省GNSS连续观测台网将在原有GPS连续观测站的基础上再新建30个GNSS连续观测站,连续观测站将达到41个。台网建成后,能有效监测福建省内各主要断裂带的地壳运动、重力和水准变化,同时也可为福建省内用户提供导航与定位服务。

变电站环境下GNSS接收机性能及观测数据质量分析

为了研究变电站强电磁环境对全球卫星导航系统(GNSS)接收机工作性能及观测数据质量影响,分别在500 kV、220 kV、110 kV变电站主控楼楼顶布置测试站点,并用GNSS接收机连续观测24小时.通过接收机内部噪声和数据完整率、信噪比(SNR)、多路径效应等综合评估变电站对GNSS接收机工作性能及观测数据质量的影响.实验结果表明:变电站强电磁环境下GNSS接收机能正常工作,且未对观测数据质量产生显著影响,观测数据质量满足相应标准.

电磁环境对GNSS观测数据质量的影响

通过在35、110、220、500、800kV 5种不同电压等级的变电站开展全球卫星导航定位系统(GNSS)观测实验,从数据完整率、多路径、信噪比、观测值与周跳比4项指标对各测试站点的GNSS观测数据质量进行统计分析,研究不同电压等级下电磁环境对各GNSS系统观测数据质量的影响。结果表明:不同电压等级下电磁环境对各GNSS系统的观测数据质量无负影响,该结论为论证变电站建设GNSS连续运行参考站(CORS站)的可行性提供了一定的参考价值,促进了卫星导航定位技术在电力行业的应用。

利用GNSS连续站时间序列空间相关性提取区域形变异常

基于云南地区GNSS连续观测资料,利用多元线性回归分析方法,建立不同测站间空间位置的相关关系模型。结果表明,多元线性回归模型能够较好地模拟测站间的相关关系,且地震发生前其相关关系发生改变。

海南省GNSS/MET水汽观测数据质量分析

基于海南省5个GNSS/MET水汽含量观测站的观测数据文件、导航定位文件和温度、湿度、气压三种气象要素资料,采用概率密度函数(PDF)、直方图和箱线图分析等方法,研究了2020年全年10个变量数据的质量特征.结果表明:(1)五指山站所跟踪到的导航卫星数量比其他站点跟踪到的导航卫星数量要少,但五指山站所跟踪的卫星数量异常值较其他站偏多;(2)西沙站的L1、L2载波多普勒频率直方图都存在双峰形状,质量不如其他站;(3)西沙站在L1、L2载波相位方面的数据都与其他站的数据相差较大,而且,西沙站的L2载波相位直方图存在明显双峰形状;(4)西沙站的L2载波信噪比变量值直方图存在明显的双峰形状,并且其箱线图的箱体较其他站的箱线图箱体大,数据波动较大;(5)西沙站的L1载波C/A码伪距和L2载波P码伪距直方图均存在明显双峰形状,并且其箱线图中位数也与其他观测站的中位数相差较大;(6)全省各个观测站点的解算水汽含量大都在50 mm左右.

云南地区GNSS连续观测短临异常指标提取及效能评价

通过对云南地区43个GNSS连续站2011-01~2018-12站点位移时间序列原始数据进行深加工处理,在计算应变参数格网时间序列的基础上,分别提取适合云南地区M≥5.0地震短临预测的面应变及最大剪应变短临异常指标;并基于其间发生的27个M≥5.0地震,采用R值评分法对异常指标进行预测效能评价。结果表明:1)两种异常指标对云南地区M≥5.0地震的发震时间具有较好的指示意义;2)当预测窗长设置为30 d或60 d时,在相同预测窗长下,最大剪应变短临异常指标的预测准确率高于面应变短临异常指标;3)通过对同一异常指标进行不同预测窗长的对比发现,面应变短临异常指标的最佳预测窗长为90 d、最大剪应变短临异常指标的最佳预测窗长为60 d(对于27个地震,二者预测结果均为:报对23个,漏报4个,预测准确率为85.19%)。

矿压观测数据处理中的连续插值法

本文将单点累加予以改进，建立了一种基于连续累加的连续插值模型，由此可得到任意点的值。

“陆态网络”GNSS区域站观测环境变化对数据质量的影响

结合中国大陆构造环境监测网络(简称"陆态网络")宁夏境内GNSS区域站定期复测任务,针对观测环境发生变化的区域站,利用数据质量检核软件及绘图工具对其GNSS观测数据质量进行了全面的检查,并分析判定超限观测数据产生的原因,旨在为后续应用提供可靠的GNSS观测数据,同时也为站址维护管理部门决策提供参考资料。

测地型GNSS接收机检校数据采集参数设置探讨

随着科学技术的发展,GNSS接收机产品的测量性能得到了很大提升,但是GNSS接收机现行的检校规程、规范相对滞后,对应的高度截止角、采样间隔、观测时段等检校数据采集参数设置方法也未得到更新,影响了GNSS接收机检校的作业效率。本文对GNSS接收机检校数据采集中采用不同参数引起的检校精度变化进行分析,优化组合应用这些参数。通过试验表明,检校数据采集前高度截止角预设值应控制在15°~30°,采样间隔预设值应控制在1~5 s,观测时段预设值应控制在30~60 min。最后,以提高作业效率为目的,提出4种参数预设值组合方案,通过与现行规定参数预设值进行对比分析,推荐使用“高度截止角为15°、采样间隔为5 s、观测时段为45 min”的检校参数预设值组合,为相关规程、规范的修订提供参考。

建筑物沉降监测点布设及数据连续性处理研究

建筑物施工过程中几何水准测量是沉降变形的主要观测方法,测点设置及测点受破坏后的数据连续性处理研究显得尤为重要。本文以某典型建筑为工程实例,根据现场工作实际,按一定的程序步骤进行测量并解决周期性测量过程中遭遇的测点破坏而导致的数据连续性处理问题,并从测点设置及保护方面明确防范测点破坏的重要性,以保证沉降观测数据的连续性。

数据缺失对GNSS时间序列分析的影响

以GNSS连续站高程分量观测时间序列为例,讨论了不同噪声水平和数据缺失情况对GNSS时间序列分析结果的影响。结果表明,同样的数据缺失,噪声水平越高,对分析结果的影响越大;同样的数据缺失总数,数据缺失连续对分析结果的影响最大;在观测噪声较大的情况下,如果缺数天数超过一定的数量,通常无法用数据插补的方法弥补得到与观测时间长度相当的周期信号的较为可靠的结果。在此基础上,讨论了不同的可靠性需求下对观测数据的要求。并指出,如果顾及年及更短周期变化的情况下,要保证用一年的时间序列观测值求得的线性速率偏差在10%内,例如当噪声水平为9 mm时,则连续缺数应不超过11天,离散缺数应不超过12天。因此在用GNSS连续站高程时间序列研究地壳垂直运动时,应对GNSS连续站的运行状况进行严格的筛选。

RINEX观测数据文件格式及其应用

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的应用日趋广泛,然而各接收机生产商提供的数据记录格式各不相同。国际上普遍采用RINEX(一种与接收机无关的转换格式)格式数据作为数据后处理的标准输入。RINEX格式从其出现至今经过了一系列演化,诞生了不同的版本。在实际应用中涉及不同版本的数据时。尤其是编程读写RINEX文件时,对读写数据格式定义的不恰当可能造成严重的错误。本文集中对RINEX迄今为止广泛应用的几个版本的观测数据文件的标准格式进行说明,并就不同版本RINEX格式观测数据文件的应用进行比较,结合我国正在建设的北斗卫星导航系统(BDS)引出关于数据文件格式方面的一些认识。