2008年 第33卷 第8期
2008, 33(8): 771-774.
摘要:
一般情况下,基于观测信息和基于各类导出信息(如平差结果)的最小二乘融合是等价的,但若函数模型和随机模型存在误差时,则不同的数据融合模式会得出不同的结果。讨论了具有函数模型误差、随机模型误差的两种数据融合模式,即基于观测信息的融合模式和基于平差结果的融合模式,从理论和实际计算两个方面对两种融合模式的优缺点进行了讨论和分析。
一般情况下,基于观测信息和基于各类导出信息(如平差结果)的最小二乘融合是等价的,但若函数模型和随机模型存在误差时,则不同的数据融合模式会得出不同的结果。讨论了具有函数模型误差、随机模型误差的两种数据融合模式,即基于观测信息的融合模式和基于平差结果的融合模式,从理论和实际计算两个方面对两种融合模式的优缺点进行了讨论和分析。
2008, 33(8): 775-778.
摘要:
针对目前CORS系统中坐标转换存在的不足,提出了坐标移动转换方法,并利用广州市和江苏省C级GPS点数据进行了测试。结果表明,坐标移动转换方法能够有效地提高坐标转换的精度,且简单实用。
针对目前CORS系统中坐标转换存在的不足,提出了坐标移动转换方法,并利用广州市和江苏省C级GPS点数据进行了测试。结果表明,坐标移动转换方法能够有效地提高坐标转换的精度,且简单实用。
2008, 33(8): 779-782.
摘要:
利用实际采集的数据,从信噪比和定位残差上分析了L2载波的数据质量,指出GPS现代化后,用L2C码恢复的L2载波信噪比明显提高,与L1载波信噪比接近,两者的差值仅在5 dBHz以内;用L2C码恢复的L2载波比GPS现代化前的L2载波的信噪比更加稳定,不容易受卫星高度角的影响;同时利用L2C码恢复的L2载波的定位残差比没有L2C码的L2载波小,定位精度明显提高。
利用实际采集的数据,从信噪比和定位残差上分析了L2载波的数据质量,指出GPS现代化后,用L2C码恢复的L2载波信噪比明显提高,与L1载波信噪比接近,两者的差值仅在5 dBHz以内;用L2C码恢复的L2载波比GPS现代化前的L2载波的信噪比更加稳定,不容易受卫星高度角的影响;同时利用L2C码恢复的L2载波的定位残差比没有L2C码的L2载波小,定位精度明显提高。
2008, 33(8): 783-787.
摘要:
建立了半和改正单频精密单点定位的数学模型,利用单频载波相位与C/A码伪距观测值,综合考虑各种误差改正模型,开发了单频精密单点定位解算模块TriP-SF,利用不同运动状态的实测数据进行了静态、静态模拟动态、车载动态及机载动态定位试验。试算结果表明,单天静态平面与高程定位精度均达到cm级,略低于当前双频精密单点定位的精度;动态定位平面位置精度为0.2~0.3 m,高程方向为0.5 m,能够满足dm级的定位要求。另外,动态定位精度与载体机动性的强弱有一定的相关性。
建立了半和改正单频精密单点定位的数学模型,利用单频载波相位与C/A码伪距观测值,综合考虑各种误差改正模型,开发了单频精密单点定位解算模块TriP-SF,利用不同运动状态的实测数据进行了静态、静态模拟动态、车载动态及机载动态定位试验。试算结果表明,单天静态平面与高程定位精度均达到cm级,略低于当前双频精密单点定位的精度;动态定位平面位置精度为0.2~0.3 m,高程方向为0.5 m,能够满足dm级的定位要求。另外,动态定位精度与载体机动性的强弱有一定的相关性。
2008, 33(8): 788-791.
摘要:
在简要描述精密单点定位估计天顶对流层延迟方法的基础上,分别采用IGS事后产品和实时产品处理了若干IGS跟踪站数据,估计出各站天顶对流层延迟,其中,实时精密卫星星历与钟差处理方案采用事后下载实时产品、事后模拟实时处理的方式。与IGS结果相比,利用精密单点定位方法,采用IGS事后精密星历与卫星钟差估计的结果无明显的偏差,其精度优于6 mm;采用实时精密卫星星历与卫星钟差模拟估计的结果精度优于20 mm。
在简要描述精密单点定位估计天顶对流层延迟方法的基础上,分别采用IGS事后产品和实时产品处理了若干IGS跟踪站数据,估计出各站天顶对流层延迟,其中,实时精密卫星星历与钟差处理方案采用事后下载实时产品、事后模拟实时处理的方式。与IGS结果相比,利用精密单点定位方法,采用IGS事后精密星历与卫星钟差估计的结果无明显的偏差,其精度优于6 mm;采用实时精密卫星星历与卫星钟差模拟估计的结果精度优于20 mm。
2008, 33(8): 792-795.
摘要:
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±3 TECU,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。
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±3 TECU,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。
2008, 33(8): 796-799.
摘要:
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。
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。
2008, 33(8): 800-804.
摘要:
基于几何光学反演方法,由附加相位延迟序列出发,对2007年6月6日发生在澳大利亚上空的一次COSMIC掩星事件进行了反演。将反演得到的折射角、折射率、干温与湿度廓线分别与COSMIC数据分析与管理中心(COSMIC data analysis and archive center,CDAAC)的相应产品进行了比较。结果表明,两者在低对流层存在较显著的差异。以距离该掩星地点300 km以内、观测时间差异2 h以内的无线电探空资料为参照,反演的折射率廓线与CDAAC的折射率廓线在低对流层都存在一定的误差。对于该掩星事件,CDAAC通过变分法反演的湿度廓线并不比本文的反演结果更接近探空廓线;在1 km以下,其变化趋势甚至与探空结果相矛盾。
基于几何光学反演方法,由附加相位延迟序列出发,对2007年6月6日发生在澳大利亚上空的一次COSMIC掩星事件进行了反演。将反演得到的折射角、折射率、干温与湿度廓线分别与COSMIC数据分析与管理中心(COSMIC data analysis and archive center,CDAAC)的相应产品进行了比较。结果表明,两者在低对流层存在较显著的差异。以距离该掩星地点300 km以内、观测时间差异2 h以内的无线电探空资料为参照,反演的折射率廓线与CDAAC的折射率廓线在低对流层都存在一定的误差。对于该掩星事件,CDAAC通过变分法反演的湿度廓线并不比本文的反演结果更接近探空廓线;在1 km以下,其变化趋势甚至与探空结果相矛盾。
2008, 33(8): 805-809.
摘要:
探讨了利用区域地基GPS双频精码数据建立单层电离层多项式模型中,多项式系数、组合硬件延迟统一平差的数据处理方法。数据分析表明,GPS卫星短弧段的天空视图对电离层多项式建模的影响较大,由此估计的组合硬件延迟解不稳定,电离层模型也存在系统误差,边际效应明显;分段常数的全天电离层延迟多项式建模的数据处理方法可以有效地削弱短时弧段建模的影响,获取一致性、稳定性更好的组合硬件延迟。
探讨了利用区域地基GPS双频精码数据建立单层电离层多项式模型中,多项式系数、组合硬件延迟统一平差的数据处理方法。数据分析表明,GPS卫星短弧段的天空视图对电离层多项式建模的影响较大,由此估计的组合硬件延迟解不稳定,电离层模型也存在系统误差,边际效应明显;分段常数的全天电离层延迟多项式建模的数据处理方法可以有效地削弱短时弧段建模的影响,获取一致性、稳定性更好的组合硬件延迟。
2008, 33(8): 810-814.
摘要:
利用CHAMP和GRACE卫星的实测数据,研究了重力卫星的精密定轨问题,并针对几何法精密定轨方法给出了一种有效的星载数据编辑策略;在PANDA软件的基础上,处理了101 d的实测数据;通过与不同机构卫星轨道的比较、激光测距观测值检验以及重力场模型恢复等外部检核的方式,分析了卫星轨道的精度。结果显示,本文的简化动力学轨道的精度为2~3 cm;几何学轨道的定轨精度为3~4 cm,适用于重力场模型的解算。
利用CHAMP和GRACE卫星的实测数据,研究了重力卫星的精密定轨问题,并针对几何法精密定轨方法给出了一种有效的星载数据编辑策略;在PANDA软件的基础上,处理了101 d的实测数据;通过与不同机构卫星轨道的比较、激光测距观测值检验以及重力场模型恢复等外部检核的方式,分析了卫星轨道的精度。结果显示,本文的简化动力学轨道的精度为2~3 cm;几何学轨道的定轨精度为3~4 cm,适用于重力场模型的解算。
2008, 33(8): 815-817.
摘要:
提出了导航卫星实时精密定轨的滑动窗口短弧法方程综合方法。通过对全球70个IGS站的观测数据进行仿实时解算的结果表明,与IGS事后精密轨道相比,实时轨道精度达5 cm左右,达到IGS事后快速轨道精度的水平。
提出了导航卫星实时精密定轨的滑动窗口短弧法方程综合方法。通过对全球70个IGS站的观测数据进行仿实时解算的结果表明,与IGS事后精密轨道相比,实时轨道精度达5 cm左右,达到IGS事后快速轨道精度的水平。
2008, 33(8): 818-820.
摘要:
基于GPS系统的实测数据,在极为类似的条件下,仿真研究了GIOVE-A卫星的精密定轨问题。以IGS提供的GPS精密星历为时空基准,利用12个全球分布的跟踪站数据,在精确确定地面站坐标、精密时间同步以及确定对流层参数的基础上,进一步利用单颗GPS卫星仿真GIOVE-A卫星实施了精密轨道确定。结果显示,采用本文方法计算的单颗导航卫星轨道的三维位置精度优于50 cm,径向精度达到了10 cm。
基于GPS系统的实测数据,在极为类似的条件下,仿真研究了GIOVE-A卫星的精密定轨问题。以IGS提供的GPS精密星历为时空基准,利用12个全球分布的跟踪站数据,在精确确定地面站坐标、精密时间同步以及确定对流层参数的基础上,进一步利用单颗GPS卫星仿真GIOVE-A卫星实施了精密轨道确定。结果显示,采用本文方法计算的单颗导航卫星轨道的三维位置精度优于50 cm,径向精度达到了10 cm。
2008, 33(8): 821-823.
摘要:
介绍了GPSL1载波中C/A码的捕获算法,以快速傅立叶变换为基础,采用相关积分和非相关积分对较长的信号进行处理,实现对GPS微弱信号的捕获。为验证这一算法,利用一组在室内采集的GPSL1C/A码IF数据,采用一般的信号捕获方法和改进的信号捕获方法分别进行了处理。结果显示,采用改进的方法捕获到了较微弱的GPS信号,提高了接收机的灵敏度。
介绍了GPSL1载波中C/A码的捕获算法,以快速傅立叶变换为基础,采用相关积分和非相关积分对较长的信号进行处理,实现对GPS微弱信号的捕获。为验证这一算法,利用一组在室内采集的GPSL1C/A码IF数据,采用一般的信号捕获方法和改进的信号捕获方法分别进行了处理。结果显示,采用改进的方法捕获到了较微弱的GPS信号,提高了接收机的灵敏度。
2008, 33(8): 824-827.
摘要:
基于差分GPS水下定位系统的双曲线定位模型,推导了极坐标系下定位结果的解析表达式,并进一步给出了水面基线网的网形、基线精度以及水声距离测量精度对定位结果影响的分析。结果表明,采用非辐射网形分布,双曲线定位模型存在明显的不稳定区;采用辐射网形基线分布,在基线网的范围内,平面定位精度较均匀;无论采用何种基线网形分布,深度方向的弱约束必然导致深度方向存在显著的误差。
基于差分GPS水下定位系统的双曲线定位模型,推导了极坐标系下定位结果的解析表达式,并进一步给出了水面基线网的网形、基线精度以及水声距离测量精度对定位结果影响的分析。结果表明,采用非辐射网形分布,双曲线定位模型存在明显的不稳定区;采用辐射网形基线分布,在基线网的范围内,平面定位精度较均匀;无论采用何种基线网形分布,深度方向的弱约束必然导致深度方向存在显著的误差。
2008, 33(8): 828-830.
摘要:
基于车辆“当前”统计模型,利用自适应卡尔曼滤波对车载GPS动态数据进行了处理。将制约车辆运动的道路信息引入模型中,作为约束条件引入卡尔曼滤波方程。其思路是在原有滤波的基础上,利用道路信息约束条件对滤波方程中的一步预测值进行修正,以提高滤波结果的精度。实验结果表明,该算法具有实用意义。
基于车辆“当前”统计模型,利用自适应卡尔曼滤波对车载GPS动态数据进行了处理。将制约车辆运动的道路信息引入模型中,作为约束条件引入卡尔曼滤波方程。其思路是在原有滤波的基础上,利用道路信息约束条件对滤波方程中的一步预测值进行修正,以提高滤波结果的精度。实验结果表明,该算法具有实用意义。
2008, 33(8): 831-833.
摘要:
给出了超平行多面体体积的表达式,论证了超平行多面体体积与Gram行列式的值之间的关系,提出了一种度量观测结构优劣的方法,并通过实例对该方法进行了验证。
给出了超平行多面体体积的表达式,论证了超平行多面体体积与Gram行列式的值之间的关系,提出了一种度量观测结构优劣的方法,并通过实例对该方法进行了验证。
2008, 33(8): 834-837.
摘要:
结合GPS应用的特点,建立了一种综合载噪比(C/No)及参数先验信息的抗差模型。试验结果表明该模型具有更高的抗差性能,从而能更有效地削弱GPS观测量中各种误差的影响。
结合GPS应用的特点,建立了一种综合载噪比(C/No)及参数先验信息的抗差模型。试验结果表明该模型具有更高的抗差性能,从而能更有效地削弱GPS观测量中各种误差的影响。
2008, 33(8): 838-841.
摘要:
在GPS/INS松散组合滤波中,首先利用新息辨别异常的观测量,然后根据选权滤波的思想,通过调节滤波器中观测噪声方差阵改变系统对相应观测信息的信赖度。实验结果表明,改进的滤波算法不仅提高了滤波精度,而且较好地控制了异常点的误差影响。
在GPS/INS松散组合滤波中,首先利用新息辨别异常的观测量,然后根据选权滤波的思想,通过调节滤波器中观测噪声方差阵改变系统对相应观测信息的信赖度。实验结果表明,改进的滤波算法不仅提高了滤波精度,而且较好地控制了异常点的误差影响。
2008, 33(8): 842-845.
摘要:
多路径效应是卫星导航定位中重要的误差源,在分析多路径效应的产生原理以及多路径效应与信噪比相关性的基础上,提出了可利用信噪比削弱多路径效应的方法,并利用自测的GPS观测数据进行了验证。
多路径效应是卫星导航定位中重要的误差源,在分析多路径效应的产生原理以及多路径效应与信噪比相关性的基础上,提出了可利用信噪比削弱多路径效应的方法,并利用自测的GPS观测数据进行了验证。
2008, 33(8): 846-849.
摘要:
基于InSAR观测结果,考虑到发震区域南、北两盘地壳介质的横向不均匀性,结合更为真实的地表断层位置,采用三维半解析粘弹性模型和遗传算法,反演了发震断层滑动分布及南北两盘的地壳介质参数(泊松比)。反演结果显示,考虑介质横向不均匀性的模型能较好地拟合地表形变场;南北盘的横向介质差异性也可认为是玛尼地震同震形变的非对称性的影响因素之一。
基于InSAR观测结果,考虑到发震区域南、北两盘地壳介质的横向不均匀性,结合更为真实的地表断层位置,采用三维半解析粘弹性模型和遗传算法,反演了发震断层滑动分布及南北两盘的地壳介质参数(泊松比)。反演结果显示,考虑介质横向不均匀性的模型能较好地拟合地表形变场;南北盘的横向介质差异性也可认为是玛尼地震同震形变的非对称性的影响因素之一。
2008, 33(8): 850-853.
摘要:
基于开放源代码软件平台DORIS和自主开发的大气效应和基线误差消除模块,对河北廊坊市、霸州市胜芳镇2003~2007年ENVISAT卫星的SAR影像进行了差分干涉测量处理。通过该地区的GPS站网,削弱了部分大气对流层折射延迟的影响,并融合SRTM3 DEM对平地效应残留误差进行了估计,从而精确地获取了该时期的地面沉降量及沉降漏斗中心。
基于开放源代码软件平台DORIS和自主开发的大气效应和基线误差消除模块,对河北廊坊市、霸州市胜芳镇2003~2007年ENVISAT卫星的SAR影像进行了差分干涉测量处理。通过该地区的GPS站网,削弱了部分大气对流层折射延迟的影响,并融合SRTM3 DEM对平地效应残留误差进行了估计,从而精确地获取了该时期的地面沉降量及沉降漏斗中心。
2008, 33(8): 854-858.
摘要:
利用多期GPS观测资料计算了广西区域ITRF2000框架下的三维速度场、主应变参数及区域参考框架下的三维形变速率和形变运动趋势,研究了该区域现今地壳运动速度场及内部形变规律。结果表明,广西区域随同南华亚板块作SE-NW方向的逆时针运动,在ITRF2000框架下的东西向速率为29.3 mm/a,南北向速率为-13.4 mm/a,垂向平均速率为2.3 mm/a;区域内部现今地壳运动的形变量较大(约4 mm/a),主张应变率(5.48×10-9/a)大于主压应变率(3.70×10-9/a),地壳应变表现为拉张为主,主应变轴为N43.19°E。
利用多期GPS观测资料计算了广西区域ITRF2000框架下的三维速度场、主应变参数及区域参考框架下的三维形变速率和形变运动趋势,研究了该区域现今地壳运动速度场及内部形变规律。结果表明,广西区域随同南华亚板块作SE-NW方向的逆时针运动,在ITRF2000框架下的东西向速率为29.3 mm/a,南北向速率为-13.4 mm/a,垂向平均速率为2.3 mm/a;区域内部现今地壳运动的形变量较大(约4 mm/a),主张应变率(5.48×10-9/a)大于主压应变率(3.70×10-9/a),地壳应变表现为拉张为主,主应变轴为N43.19°E。
2008, 33(8): 859-863.
摘要:
在时变地球主惯性矩情形,采用数值方法求解了自由Euler动力学方程和运动学方程。结果表明,地球存在周期约为304.5 d的自由章动;旋转速度的三个分量均出现周期性的增大和减小;地球主惯性矩A、B、C的时变性导致Euler周期产生复杂的波动,特别是ω3(自转速率)存在周期为22 a1、4 a、8 a4、a、2 a、周年以及更短周期的波动,这表明A、B、C的时变性导致了10 a尺度、周年以及更短周期的日长变化。
在时变地球主惯性矩情形,采用数值方法求解了自由Euler动力学方程和运动学方程。结果表明,地球存在周期约为304.5 d的自由章动;旋转速度的三个分量均出现周期性的增大和减小;地球主惯性矩A、B、C的时变性导致Euler周期产生复杂的波动,特别是ω3(自转速率)存在周期为22 a1、4 a、8 a4、a、2 a、周年以及更短周期的波动,这表明A、B、C的时变性导致了10 a尺度、周年以及更短周期的日长变化。
2008, 33(8): 864-867.
摘要:
基于重力场信号的频谱特性建立了SST-hl加速度计和星载GPS等有效载荷的解析误差分析模型。以CHAMP卫星的相关技术指标为例,对卫星高度、加速度计精度和GPS定轨精度等技术指标与恢复重力场的性能作了模拟分析。将模拟分析结果与EGM96和EIGEN-CHAMP03S模型进行了比较,验证了解析模拟分析模型的有效性。
基于重力场信号的频谱特性建立了SST-hl加速度计和星载GPS等有效载荷的解析误差分析模型。以CHAMP卫星的相关技术指标为例,对卫星高度、加速度计精度和GPS定轨精度等技术指标与恢复重力场的性能作了模拟分析。将模拟分析结果与EGM96和EIGEN-CHAMP03S模型进行了比较,验证了解析模拟分析模型的有效性。
2008, 33(8): 868-871.
摘要:
介绍了网络RTK系统管理和定位服务软件PowerNetwork软件的主要功能,阐述了该软件采用的长距离基准站模糊度快速确定的三步法、改进的综合误差内插法、流动站模糊度快速确定的分步消元算法等关键技术,并用算例分析了该软件的系统初始化时间、流动站定位的初始化时间和定位精度等性能。
介绍了网络RTK系统管理和定位服务软件PowerNetwork软件的主要功能,阐述了该软件采用的长距离基准站模糊度快速确定的三步法、改进的综合误差内插法、流动站模糊度快速确定的分步消元算法等关键技术,并用算例分析了该软件的系统初始化时间、流动站定位的初始化时间和定位精度等性能。
2008, 33(8): 872-874.
摘要:
提出了一种新的基于普通数字相机、GPS记录仪和GIS组件进行多媒体采集、定位与管理的解决方案,并结合实例开发了软件演示系统。该方案通过后处理对数字相机与GPS的时间进行标定与匹配,从而获得多媒体的位置,然后通过GIS进行显示与管理,便于用户进行空间分析。本文提出的解决方案有助于大部分数字相机用户在获取多媒体的同时获取其位置。
提出了一种新的基于普通数字相机、GPS记录仪和GIS组件进行多媒体采集、定位与管理的解决方案,并结合实例开发了软件演示系统。该方案通过后处理对数字相机与GPS的时间进行标定与匹配,从而获得多媒体的位置,然后通过GIS进行显示与管理,便于用户进行空间分析。本文提出的解决方案有助于大部分数字相机用户在获取多媒体的同时获取其位置。
2008, 33(8): 875-879.
摘要:
动态车辆路径规划是智能交通和商业物流领域中的一个重要研究方面,其最大的优点是就是综合考虑了各种实时信息,及时优化更新配送车辆的行驶路径,进一步降低物流成本。提出了一种基于遗传算法的时相关动态车辆路径规划模型。该模型将时变的交通信息和动态客户订单考虑在内,可以获得比较好的动态更新效率和优化结果,为此类动态车辆路径规划探索出了一条可行的途径。
动态车辆路径规划是智能交通和商业物流领域中的一个重要研究方面,其最大的优点是就是综合考虑了各种实时信息,及时优化更新配送车辆的行驶路径,进一步降低物流成本。提出了一种基于遗传算法的时相关动态车辆路径规划模型。该模型将时变的交通信息和动态客户订单考虑在内,可以获得比较好的动态更新效率和优化结果,为此类动态车辆路径规划探索出了一条可行的途径。
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