留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

奇异谱分析滤波法在消除GPS多路径中的应用

卢辰龙 匡翠林 易重海 章浙涛

卢辰龙, 匡翠林, 易重海, 章浙涛. 奇异谱分析滤波法在消除GPS多路径中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570
引用本文: 卢辰龙, 匡翠林, 易重海, 章浙涛. 奇异谱分析滤波法在消除GPS多路径中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570
LU Chenlong, Kuang Cuilin, YI Zhonghai, ZHANG Zhetao. Singular Spectrum Analysis Filter Method for Mitigation of GPS Multipath Error[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570
Citation: LU Chenlong, Kuang Cuilin, YI Zhonghai, ZHANG Zhetao. Singular Spectrum Analysis Filter Method for Mitigation of GPS Multipath Error[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570

奇异谱分析滤波法在消除GPS多路径中的应用

doi: 10.13203/j.whugis20130570
基金项目: 国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室开放基金资助项目(LEDM2013B02);国家测绘地理信息局测绘基础研究基金资助项目(12 01 06)
详细信息
    作者简介:

    卢辰龙,硕士生,现主要从事GNSS时间序列分析研究。

    通讯作者: 匡翠林,博士,副教授。
  • 中图分类号: P228

Singular Spectrum Analysis Filter Method for Mitigation of GPS Multipath Error

Funds: TheScientificResearchFoundationforNASGKeyLaboratoryofLandEnvironmentandDisasterMonitoring,No.LEDM2013B02;theBasicResearchFundofNationalAdministrationofSurveying,MappingandGeoinformation,No.12 01 06.
More Information
    Author Bio:

    LUChenlong,postgraduate,specializesinGNSStimeseriesanalysis.

    Corresponding author: KUANGCuilin,PhD,associateprofessor.
  • 摘要: 基于奇异谱分析(singularspectrumanalysis,SSA)的基本思想,利用噪声与信号的赫斯特(Hurst)指数有显著差异这一特性,提出了一种新的SSA滤波法,同时给定了嵌入维数犔与重构阶次犘的确定标准,并将该方法应用于GPS多路径的研究中。通过模拟数据及实测GPS坐标序列的数据分析,结果表明SSA滤波法是一种有效的去噪方法,其去噪效果与小波滤波与经验模态分解(empriricalmodedecomposition,EMD)滤波相当。针对多路径效应周日重复性的特点,利用该滤波方法建立改正模型,可有效地削弱多路径效应的影响,进而提高GPS动态变形监测的精度。
  • [1] DaiWujiao,DingXiaoli,ZhuJianjun.StudyonMultipathEffectinStructureHealthMonitoringu singGPS[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅犱犲狊狔犪狀犱犌犲狅犱狔狀犪犿 犻犮狊,2008,28(1):6571(戴吾蛟,丁晓利,朱建军.GPS动态变形测量中的多路径效应特征研究[J].大地测量与地球动力学,2008,28(1):6571)[2] DaiWujiao,DingXiaoli,ZhuJianjun,etal.EMDFilterMethodandItsApplicationinGPSMultipath[J].犃犮狋犪犌犲狅犱犪犲狋犻犮犪犲狋犆犪狉狋狅犵狉犪狆犺犻犮犪犛犻狀犻犮犪,2006,35(4):321327(戴吾蛟,丁晓利,朱建军,等.基于经验腏椒纸獾穆瞬ㄈピ敕捌湓冢牵校佣嗦肪缎вχ械挠τ茫郏剩荩饣嫜Пǎ玻埃埃叮常担ǎ矗?21 327)[3] ZhangHaonan,KuangCuilin,LuChenlong,etal.AMultipathCorrectionMethodBasedonWaveletFilteringandPCA[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅犱犲狊狔犪狀犱犌犲 狅犱狔狀犪犿犻犮狊,2013,33(4):137141(张昊楠,匡翠林,卢辰龙,等.基于小波滤波和PCA组合的多路径改正方法[J].大地测量与地球动力学,2013,33(4):137 141)[4] LuoFeixue,DaiWujiao,WuXixiu.EMDFilteringBasedonCross ValidationandItsApplicationinGPSMultipath[J].犌犲狅犿犪狋犻犮狊犪狀犱犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犛犮犻犲狀犮犲狅犳犠狌犺犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,2012,37(4):450453(罗飞雪,戴吾蛟,伍锡锈.基于交叉证认的EMD滤波及其在GPS多路径效应中的应用[J].武汉大学学报·信息科学版,2012,37(4):450 453)[5] ZhongPing,DingXiaoli,ZhengDawei,etal.Sep arationofStructuralVibrationsandGPSMultipathSignalsUsingVondrakFilter[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犆犲狀 狋狉犪犾犛狅狌狋犺犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔(犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔),2006,37(6):11891195(钟萍,丁晓利,?笪埃龋郑铮睿洌颍幔肼瞬ǚㄓ糜诮峁拐穸耄牵校佣嗦肪缎藕诺姆掷耄郏剩荩心洗笱аПāぷ匀豢蒲О妫?006,37(6):1189 1195)[6] LuChenlong,KuangCuilin,ZhangHaonan,etal.MultipathCorrectionMethodbyCombiningEMD andPCA[J].犌犲狅狋犲犮犺狀犻犮犪犾犐狀狏犲狊狋犻犵犪狋犻狅狀牔犛狌狉狏犲狔 犻狀犵,2014(5):5862(卢辰龙,匡翠林,张昊楠等.组合EMD和PCA的多路径改正方法[J].工程勘察,2014(5):5862)[7] VautardR,YiouP,GhilM.Singular spectrumAnalysis:AToolkitforShort,NoisyChaoticSig nals[J].犘犺狔狊犻犮犪犇:犖狅狀犾犻狀犲犪狉犘犺犲狀狅犿犲狀犪,1992,58(1):95 126[8] XuKehong,ChengPengfei,WenHanjiang.Singu larSpectrumAnalysisandWaveletAnalysisontheSeriesofSunspot[J].犛犮犻犲狀犮犲狅犳犛狌狉狏犲狔犻狀犵犪狀犱犕犪狆狆犻狀犵,2007,32(6):3538(徐克红,程鹏飞,文汉江.太阳黑子数时间序列的奇异谱分析和小波分析[J].测绘科学,2007,32(6):3538)[9] ChenQ,vanDamT,SneeuwN,etal.SingularSpectrumAnalysisforModelingSeasonalSignalsfromGPSTimeSeries[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅犱狔狀犪犿 犻犮狊,2013,72:2535[10] RangelovaE,SiderisMG,KimJW.OntheCapa bilitiesoftheMulti channelSingularSpectrumMethodforExtractingtheMainPeriodicandNon periodicVariabilityfromWeeklyGRACEData[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅犱狔狀犪犿犻犮狊,2012,54:6478[11] WangJiexian,LianLizhen,ShenYunzhong.Ap plicationofSingularSpectrumAnalysistoGPSSta tionCoordinateMonitoringSeries[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犜狅狀犵犑犻犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔(犖犪狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲),2013,(2):282 288(王解先,连丽珍,沈云中.奇异谱分析在GPS站坐标监测序列分析中的应用[J].同济大学学报·自然科学版,2013(2):282 288)[12] GolyandinaN,ZhigljavskyA.SingularSpectrumAnalysisforTimeSeries[M].NY:Springer Ver lag,2013[13] FigueiredoMB,deAlmeidaA,RibeiroB.WaveletDecompositionandSingularSpectrumAnalysisforElectricalSignalDenoising[C].Systems,Man,andCybernetics(SMC),InternationalConferenceonIEEE,Biopolis,Singapore,2011[14] MaJ,LiZT,WangBB.ApplicationofSingularSpectrumAnalysistotheNoiseReductionofIntru sionDetectionAlarms[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犆狅犿狆狌狋犲狉狊,2011,6(8):1715 1722[15] HuB,LiQ,SmithA.NoiseReductionofHyper spectralDataUsingSingularSpectralAnalysis[J].犐狀狋犲狉狀犪狋犻狅狀犪犾犑狅狌狉狀犪犾狅犳犚犲犿狅狋犲犛犲狀狊犻狀犵,2009,30(9):2277 2296[16] AlonsoFJ,CastilloJMD,PintadoP.Application ofSingularSpectrumAnalysistotheSmoothingOfRawKinematicSignals[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犫犻狅犿犲犮犺犪狀 犻犮狊,2005,38(5):10851092[17] JiangZhihong,DingYuguo.GeneralityandAppliedFeatruesforSingularSpectrumAnalysis[J].犃犮狋犪犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪,1998,56(6):736745(江志红,丁?嬉炱追治龅墓阋逍约捌溆τ锰厣玔J].气象学报,1998,56(6):736 745)[18] MontilletJP,TregoningP,McCluskyS,etal.ExtractingWhiteNoiseStatisticsinGPSCoordinateTimeSeries[J].犐犈犈犈犌犲狅狊犮犻犲狀犮犲犪狀犱犚犲犿狅狋犲犛犲狀狊 犻狀犵犔犲狋狋犲狉狊,2012,10(3):563567[19] ReaW,OxleyL,RealeM,etal.EstimatorsforLongRangeDependence:AnEmpiricalStudy[J].犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犑狅狌狉狀犪犾狅犳犛狋犪狋犻狊狋犻犮狊,2009,30:116[20] JiangTianhan,DengLiantang.SomeProblemsinEstimatingaHurstExponent———ACaseStudyofApplicationstoClimaticChange[J].犛犮犻犲狀狋犻犪犌犲狅 犵狉犪狆犺犻犮犪犛犻狀犻犮犪,2004,24(2):177182(江田汉,邓莲堂.Hurst指数估计中存在的若干问题———以在气候变化研究中的应用为例[J].地理科学,2004,24(2):177 182)[21] TomsettAC,ToumiR.AnnualPersistenceinOb servedandModelledUKPrecipitation[J].犌犲狅 狆犺狔狊犻犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺犔犲狋狋犲狉狊,2001,28(20):38913894
  • [1] 王逸宸, 柳林涛, 许厚泽.  利用卷积自编码器重建含噪重力数据 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2022, 47(4): 543-550. doi: 10.13203/j.whugis20190410
    [2] 何永红, 朱建军, 靳鹏伟.  一种使用剪切波变换的干涉图滤波算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(7): 1008-1014. doi: 10.13203/j.whugis20160236
    [3] 王琰, 张传定, 胡小工, 朱凌凤, 冯炜, 常志巧.  球面多路径格网的恒星日滤波算法及其在PPP中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(10): 1496-1503. doi: 10.13203/j.whugis20160454
    [4] 章浙涛, 朱建军, 匡翠林, 张勇.  一种小波包混合滤波方法及其应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(4): 471-475. doi: 10.13203/j.whugis20120141
    [5] 许闯, 罗志才, 林旭, 周波阳.  重力固体潮观测数据的自动化预处理 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(2): 157-161.
    [6] 任超, 沙磊, 卢献健.  一种改进小波阀值算法的变形监测数据滤波方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(7): 873-875.
    [7] 罗飞雪, 戴吾蛟, 伍锡锈.  基于交叉证认的EMD滤波及其在GPS多路径效应中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(4): 450-453.
    [8] 戴吾蛟, 伍锡锈, 罗飞雪.  一种利用增广参数Kalman滤波的GPS多路径效应处理方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(4): 423-427.
    [9] 刘超, 王坚, 许长辉, 高井祥.  基于经验模态分解的GPS/伪卫星组合基线解算模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(8): 996-1000.
    [10] 吴继忠, 花向红, 高俊强.  基于小波包分解的结构自振特征提取及多路径误差分离 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(4): 486-490.
    [11] 孙中苗, 翟振和.  航空重力测量数据的小波阈值滤波 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(10): 1222-1225.
    [12] 徐华君, 柳林涛, 许厚泽, 胡小刚.  重力极潮的小波分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(11): 1114-1117.
    [13] 靳国旺, 韩晓丁, 贾博, 李豪.  InSAR干涉图的矢量分离式小波滤波 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(2): 132-135.
    [14] 陈振学, 汪国有, 马于涛, 张磊.  基于均值反差滤波的红外小目标检测算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(6): 560-563.
    [15] 伊廷华, 李宏男, 伊晓东, 王国新.  基于自适应噪声抵消与小波滤波的GPS监测误差分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(11): 995-998.
    [16] 曹建农, 李德仁, 关泽群.  基于可分解马尔科夫网的极端椒盐噪声图像滤波 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2005, 30(7): 583-587.
    [17] 黄声享, 李沛鸿, 杨保岑, 向东.  GPS动态监测中多路径效应的规律性研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2005, 30(10): 877-880.
    [18] 马攀, 孟令奎, 文鸿雁.  基于小波分析的Kalman滤波动态变形模型研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(4): 349-353.
    [19] 卜方玲, 徐新.  一种基于小波分析的SAR图像斑点噪声滤波算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2001, 26(4): 315-319,330.
    [20] 李军, 林宗坚.  小波变换的多分辨率支集用于噪声图像低通滤波 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1996, 21(4): 366-370.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  712
  • HTML全文浏览量:  21
  • PDF下载量:  567
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-19
  • 修回日期:  2015-07-05
  • 刊出日期:  2015-07-05

奇异谱分析滤波法在消除GPS多路径中的应用

doi: 10.13203/j.whugis20130570
    基金项目:  国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室开放基金资助项目(LEDM2013B02);国家测绘地理信息局测绘基础研究基金资助项目(12 01 06)
    作者简介:

    卢辰龙,硕士生,现主要从事GNSS时间序列分析研究。

    通讯作者: 匡翠林,博士,副教授。
  • 中图分类号: P228

摘要: 基于奇异谱分析(singularspectrumanalysis,SSA)的基本思想,利用噪声与信号的赫斯特(Hurst)指数有显著差异这一特性,提出了一种新的SSA滤波法,同时给定了嵌入维数犔与重构阶次犘的确定标准,并将该方法应用于GPS多路径的研究中。通过模拟数据及实测GPS坐标序列的数据分析,结果表明SSA滤波法是一种有效的去噪方法,其去噪效果与小波滤波与经验模态分解(empriricalmodedecomposition,EMD)滤波相当。针对多路径效应周日重复性的特点,利用该滤波方法建立改正模型,可有效地削弱多路径效应的影响,进而提高GPS动态变形监测的精度。

English Abstract

卢辰龙, 匡翠林, 易重海, 章浙涛. 奇异谱分析滤波法在消除GPS多路径中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570
引用本文: 卢辰龙, 匡翠林, 易重海, 章浙涛. 奇异谱分析滤波法在消除GPS多路径中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570
LU Chenlong, Kuang Cuilin, YI Zhonghai, ZHANG Zhetao. Singular Spectrum Analysis Filter Method for Mitigation of GPS Multipath Error[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570
Citation: LU Chenlong, Kuang Cuilin, YI Zhonghai, ZHANG Zhetao. Singular Spectrum Analysis Filter Method for Mitigation of GPS Multipath Error[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570
参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回