GPS测量误差来源与处理方法探讨

GPS技术是重要的测量技术之一,被广泛应用在各类测量活动中。针对GPS测量中的误差来源,从信号源、信号传播与信号接收3个方面进行了分析,给出了处理这些误差的方法,包括模型改正法、求差法和回避法。     

全球参考站网窄巷非校准相位延迟

窄巷非校准相位延迟（UPD）产品的质量和可用性是影响精密单点定位模糊度固定（PPPAR）效率的重要因素.采用全球108个国际GPS服务（International GPS Service,IGS）测站观测数据,计算了基于全球参考站网的窄巷UPD产品,分析了窄巷UPD产品的变化特性,其单日变化量最大可达0.6周.通过分析UPD改正后的模糊度残差,论证了UPD产品和用户端模糊度均受到因未被恰当模型化而造成的残余误差的影响,且UPD的时变特性与各参考站残余系统误差有关.最后,采用4个用户站进行PPPAR实验分析UPD产品的可用性,以模糊度固定失败率、固定错误率和首次固定时间为评估指标,结果表明,全球参考站网窄巷UPD产品的最佳使用时限不大于30 min.     

附加约束法在单频GPS快速静态定位中的应用

针对在短时间内GPS观测方程的法方程容易形成病态的实际,探讨用附加约束条件来消除其病态性的方法,然后用LAMBDA方法确定其整周模糊度,实验证明,对于单频GPS接收机,利用5个历元数据,使用该技术即可正确确定整周模糊度,从而实现厘米级定位.     

一阶差分与小波分析的GPS观测数据粗差探测

赫章特大桥超高桥墩在施工过程中,采用GPS对桥墩在施工过程的变形进行了监测。受施工现场环境影响,GPS变形观测数据中存在多种粗差,含有粗差的观测量如果直接参与后续数据分析,将导致分析结果的不正确。本文基于一阶差分法与小波分析法,对赫章特大桥的GPS变形观测数据进行了粗差探测。结果表明,两种方法对粗差探测的结果不完全一致,都不能将粗差全部探测出来,且此两种方法都存在将部分正确值当成粗差观测值的现象。     

单频GPS基线精化解算的经验模式分解方法

为了削弱非模型化误差对单频GPS基线解算的影响,引入经验模式分解法对原始双差观测值进行自适应滤波消噪.在此基础上应用消噪后的双差观测值结合LAMBDA方法进行整周模糊度确定,进而计算基线固定解.算例分析结果表明:此方法可以有效增强基线解算的可靠性并能明显改善定位精度.     

一种实时双频电离层修正方法

电离层延迟是影响GPS绝对定位的重要因素。比较常用的电离层延迟修正方法有模型方法和双频方法。模型方法和使用双频码伪距的方法精度有限。使用双频载波相位进行电离层延迟计算需要求解整周模糊度,计算复杂。本文提出了一种同时使用GPS双频码和载波观测量进行电离层误差修正的方法。使用卫星信号模拟器生成信号并用接收机实时接收,用此方法计算出电离层延迟值,并与真值进行比较,计算误差为厘米级。最后,接收真实卫星信号并计算了真实电离层延迟,并与使用Klobuchar模型方法计算出的电离层延迟进行了比较。     

剔除变形监测粗差数据的新方法——数据跳跃法

当观测值中有多个粗差时拉依达法则一次只能剔除一个粗差,并且多个粗差之间互差不满足一定条件时拉依达法则失效.针对此问题在拉依达法则基础上提出了一种剔除变形监测粗差数据的新方法数据跳跃法.数据跳跃法克服了拉依达法则的部分局限性,可将含有粗差的变形监测值批量剔除,为一次剔除多个粗差提供了解决方法.采用该方法对实际监测数据进行了处理,取得了较好的效果.数据跳跃法为利用程序进行粗差判定与剔除提供了理论依据和算法.     

基于GPS定位原理的轨道外部几何参数测量系统

 利用GPS 定位全天候、高效率、低成本的特性,设计出一种新型的轨道外部几何参数测量系统.该系统由卫星系统、加载接收机的轨检仪、控制网和GPRS 发射站组成.测量前,先构建边连式同步图形扩展式带状轨道监测控制网,并在现有的轨检仪上加载GPS 接收机.测量过程中,轨检仪沿轨道运动:GPS 控制网中4 个GPS 基站与轨检仪上GPS 流动站实时采集定位信息;定位信息经双差处理和整周模糊度解算后,得到RTK(real-time kinematic)观测量,确立轨道中心线;结合轨检小车测出的轨道内部几何参数和轨道中心线,解算出轨道高程.静态实验与外场试验结果表明:该测量系统自动化程度较高,静态观测误差在0.5 mm 以内,动态误差在15 mm 以内,完全能够满足轨道外部几何参数高精度测量的要求.     

结构变形监测的单频GPS动态三差法

分析了单历元和似单差两种GPS监测方法的不足,提出了适于工程结构快速、大变形监测的单频GPS动态三差法.该方法利用两个连续跟踪历元形成的三差相位值建模,直接提取动态变形,所建模型无整周模糊度,伪距单点定位和单频载波相对定位即可分别满足其对基准点和基线向量的初值精度要求,适用于动态变形量大于半个波长的量测实践.将单频动态三差法应用于南京长江三桥结构振动监测数据处理,计算结果表明,所提方法与双频单历元法解算的高程变形在5 mm均方误差意义下一致,且基于该方法得到的动态变形序列准确地提取了三桥主梁一阶竖弯处的固有频率0.25 Hz及其响应信号,验证了模型与方法的正确性.     

基于一机双天线站间单差的周跳探测与修复

基于对短基线单差模型的分析,使用站间载波相位观测值之差的变化率作为周跳检测量,对该量进行数值估算,分析钟跳对该量的影响,从理论上证明该检测量可用于一机双天线单差短基线解算中的周跳探测,并提出相应的周跳探测与修复方法.采用实测数据进行实验分析,结果表明,对于一机双天线短基线数据,该方法不受钟跳影响,能有效探测和修复周跳.     

单频GPS载波相位整周模糊度解算研究

介绍了一种求解单频GPS载波相位整周模糊度的改进算法.通过Tikhonov正则化,减弱GPS快速定位中少数历元情形下法矩阵的病态性,得到更接近整周模糊度准确值的浮点解.然后对整周模糊度的方差协方差阵白化滤波,减弱短时间内双差整周模糊度之间的相关性,取整后得到整周模糊度的固定解.并结合一个实例与白化滤波、Lambda方法和白化滤波 Lambda方法进行对比,验证改进方法的效果.     

GNSS整周模糊度概率特性

为了描述GNSS定位结果的可靠性和整周模糊度的概率分布,采用理论分析和实验的方法,推导了各种整周模糊度取整方法的成功率,分析了针对现代化后的GPS和Galileo系统的TCAR/MCAR方法。实验验证了LAMBDA算法能够较大提高模糊度取整成功率。研究结果表明,LAMBDA算法是一种比较理想的模糊度解算方法,TCAR/MCAR是LAMBDA算法在多频情况下的特例。研究结论有助于提高GNSS载波相位定位的可靠性。     

自化处理对快速确定GPS 整周模糊度算法的研究

给出了一种快速GPS模糊度分解算法的改进方法。该算法通过白化处理，消除或减弱短时间内GPS载波双差观测量的相关性，提高了卡尔曼滤波器对模糊度估计精度，仿真结果表明：对于短基线情况去相关处理可以在较短的时间内获得较小的估计偏差。     

GPS卫生测量

在介绍GPS系统的构成、定位原理之基础上,说明了WGS－84坐标与地方坐标的转换过程、GPS观测量的误差来源以及GPS网平差。     

Tight integration of digital map and in-vehicle positioning unit for car navigation in urban areas

Now GPS has been widely used for land, sea and air navigation.However, due to signal blockage and severe multipath environments in urban areas, such as in Hong Kong, GPS alone can not satisfy most land vehicle navigation requirements. Dead Reckoning (DR) systems have been widely used to bridge the gaps of GPS and to smooth GPS position errors. However,the DR drift errors increase with time rapidly and frequent calibration is required. Under the normal situation, GPS is sufficient to provide the calibration to the DR unit. However, GPS may not be available in urban areas for more than 20 min, and the DR position errors can reach hundreds of meters during the period. As land vehicles have to be on roads, digital map can be used to constrain the locations of vehicles, known as map-matching.One of the main problems for map-matching techniques is mis-matching, that may be caused by the positioning sensor errors and the complexity of city road network. In this paper, a newly developed model to tightly integrate digital map and in-vehicle positioning unit for car navigation is introduced.With this method, it improves the position accuracy by constraining the vehicle location on the roads. Moreover it provides the close-loop controls for the DR drift errors by feeding back the coordinates of the feature points of the road network and road bearings to the DR unit and therefore the navigation system can be used for longer period when GPS is not available.Extensive tests have been carried out in Hong Kong. It demonstrates that this close-loop approach is much better on the reliability of map-matching, as the positioning sensor errors are constantly calibrated by the digital map.     

用多基线立体视觉系统恢复稠密深度图像

为有效地减少错误匹配,提高匹配精度并恢复稠密深度图像。利用多基线立体视觉恢复景物深度数据的冗余性,使用简单条纹模式投影光源标记景物,很好地解决了弱纹理区域或无纹理区域的对应性问题。通过对图像进行避部规范化处理,在外极线、唯一性和连续性约束条件下,使用应用域知识和统计模型,建立准确的匹配关系,实现三维景物高精度恢复。所恢复景物的高精度稠密深度图像,在１．５～３．５ｍ的距离范围内,深度值偏差小于２ｍｍ     

基于证据理论的车辆组合导航系统的信息融合

由于车载GPS(G lobal Position ing System)接收机的定位精度通常受卫星状况和道路环境的影响,同时DR(Dead Reckon ing)系统的距离和航向传感器随着行驶距离的增加,会产生误差积累,这些误差使传感器的定位轨迹偏离车辆所在的实际位置。为此,在信息融合理论的基础上,利用高精度的电子地图对导航系统提供的车辆位置进行修正,以车辆位置到匹配道路的距离、车辆行驶方向与道路方向的夹角作为评判可信度的证据,提出了基于D-S(Dempster-Shafer)证据推理的信息融合方法。实际跑车实验表明,该地图匹配融合方法能够使车辆导航系统的定位精度达到5 m左右。对于改善低成本的GPS/DR车辆导航系统的性能是个行之有效的方案。     

现代汉语歧义研究之现状和趋势探究

自赵元任先生1959年发表《汉语的歧义问题》一文开始,汉语歧义研究历经数十年,研究内容涉及面甚广,然而由于没有选择合适的研究对象,比如词组和句子,导致了语法歧义与语用歧义的纠缠。詹卫东和杨亦鸣的两篇文章运用计算语言学和实验语言学方法消除这种纠缠现象,揭示了现代汉语歧义研究的新趋势。     

综合GPS和NCEP在区域降雨预报中的应用研究

利用GPS估计大气可降雨量（Precipitable Water Vapor,PWV）时,除了需要GPS观测数据外,还需要对相应的GPS测站进行气象观测.然而,我国多数GPS网是用于大地测量学的应用与研究,并未配备相应的气象传感器.针对这一情况,本文利用美国环境预报中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）联合推出的逐6h再分析资料,提出一种GPS测站附近无气象传感器时估算PWV的新方法.利用此方法对上海地区的GPS数据进行试验,结果证明,即使在GPS测站附近没有气象观测设备时,地基GPS气象学同样能够获得精度较高的PWV,可以用于区域降雨预报.     

英语的修饰语与歧义

修饰语引起歧义是英语中常见的语言现象.分别讨论了形容词性修饰语和副词性修饰语是如何在语句中产生歧义的,并探讨了英语歧义的排除方法.