一、GPS民用双频的载波相位测量定位(论文文献综述)
刘绍龙[1](2021)在《基于安卓移动终端的GNSS原始观测值分析及定位性能研究》文中认为随着移动通信和卫星导航技术的不断发展以及智能终端的普及,用户对智能终端的定位要求越来越高。在2016年5月Google的I/O会议后,Android 7.0后的版本通过应用程序接口支持输出GNSS原始观测数据,随着GNSS原始观测数据的开放,Android智能终端的定位研究成为测绘学科的研究热点。为此本文基于Android智能终端的GNSS观测数据,研究分析了Android智能终端的GNSS原始观测数据质量;研究了Android智能终端在静态、动态环境下的定位精度;优化改善了Android智能终端GNSS原始观测数据;最后探究了Android智能终端进行PPP定位模型的精度。论文的主要内容和成果如下:(1)简要介绍了GNSS定位原理,GNSS定位过程中遇到的各种误差,及消除各误差的具体方法;GNSS定位的参数估计方法;目前常见的精密单点定位模型;Android智能终端系统及应用程序接口的基本结构;Android智能终端在定位时所用的时间与坐标系统;获取Android智能终端GNSS原始观测数据的方法;Android智能终端GNSS原始观测数据的预处理方法及在定位中的随机模型。(2)系统分析了Android智能终端GNSS原始观测值数据质量。从信噪比、数据完整性、卫星可见性和和连续性、伪距观测噪声和多路径误差、伪距变化率、Duty Cycle和周跳方面,分析了Android智能终端的GNSS原始观测数据质量。实验结果表明,在相同的观测环境下,单频智能终端的信噪比比双频智能终端的信噪比更低,且与高度角的相关性不强。两款智能终端在GPS卫星下的数据完整性优于在BDS卫星下的数据完整性;单频智能终端观测到的卫星数及连续性都不如双频智能终端;单频智能终端的伪距观测噪声与多路径误差可以达到10米左右,双频智能终端的伪距观测噪声与多路径误差达到7米左右;单频、双频智能终端的伪距变化率的浮动都较为剧烈;研究分析Duty Cycle和周跳可知,单频、双频智能终端都存在着频繁的周跳现象。(3)研究了Android智能终端的定位精度。研究在不同环境下单频、双频智能终的定位精度,通过实验表明:在静态环境下,不论是在单GPS、BDS还是GPS+BDS系统下,双频智能终端的定位精度都优于单频智能终端;在动态环境下,单系统下的两款智能终端定位精度都不太理想,接收到的数据不稳定导致定位精度不理想,而在多系统下,由于双频智能终端比单频智能终端能多接收到L5频率数据,双频智能终端的定位性能表现好于单频智能终端。(4)优化改善了Android智能终端GNSS数据质量。两款智能终端在采用原始伪距观测值的定位精度误差波动较大,通过多普勒平滑伪距的方法对Android智能终端的GNSS数据优化改善,实验结果表明:在进行多普勒平滑之前,进行数据预处理将粗差剔除,两款智能终端通过多普勒平滑伪距滤波的算法能过滤掉一部分噪声较大的原始伪距观测值,定位结果呈现出较为平滑的精度曲线,且两款智能终端的定位精度也优于采用原始伪距观测值时的定位精度,在实际生活中能满足一般的定位需求。(5)研究了Android智能终端的精密单点定位模型。设计并研究三种PPP模型在Android智能终端的适用性,实验结果表明:在采用Uofc模型下的PPP定位精度最佳,双频智能终端与单频智能终端相比收敛时间更短,进行PPP定位的精度也更好;由于Android智能终端的载波数据质量不佳,采用常规传统模型和无模糊度下的定位精度较差;Android智能终端进行PPP定位优先采用Uofc模型。
张杰[2](2021)在《电力传输塔架基座位移监测技术研究》文中指出随着我国电力的发展,各行各业对于电力的需求正在不断增加,输电铁塔架设数目也越来越多。由于我国地形地貌原因,输电铁塔经常建设于山区,隧道上方,煤矿采空区等地。铁塔塔基作为整个铁塔的基础,极易受到下方山体施工、滑坡、以及大风大雪等影响,导致塔基受力不均,从而产生位移倾斜,当位移倾斜量超过其限值时,还会引起整个铁塔倒塌。目前针对塔基监测大多采用人工巡检方式,该方式时间长且效率低,在恶劣环境下不易进行。因此寻求一种高效的塔基位移倾斜监测方法十分有必要。本文采用一种基于GPS的双频载波相位差分的方法来监测输电铁塔塔基位移倾斜。通过在铁塔塔基上安装GPS监测设备,与附近的基准站构成相对定位。监测站和基准站天线同时接收GPS的L1,L2载波信号数据,然后将数据传回数据处理端,数据处理端通过MATLAB软件对数据进行解算,得到监测站三维坐标。具体解算过程如下:(1)对接收到的二进制数据通过UBX协议进行解码,将解码后的数据进行计算得到卫星位置、伪距、载波相位等信息;(2)采用周跳检测方法对载波相位数据进行检测,判断原始数据有无周跳,将不含周跳的载波相位数据分别在站间、星间作双差,通过线性组合方式将两个载频的双差进行组合,用LAMBDA算法求解整周模糊度,得到监测点的三维位置坐标;(3)通过卡尔曼滤波算法对坐标进行平滑处理,将计算得到的坐标与正常坐标进行比较,得出塔基的位移倾斜量。本文在理论研究的基础上通过实验验证了本文方法的有效性:首先进行了卡尔曼滤波实验验证,结果表明滤波方法能有效的对坐标数据进行有效滤波;然后验证了不同基准站测量站距离对测量结果的影响,得出短距离下两者间距改变对测量结果基本无影响;模拟塔基在开阔环境和有遮挡环境发生水平位移、竖直位移和倾斜,结果表明在所测开阔环境下模拟水平位移计算值与真实值最大偏差为0.54cm,竖直位移计算值与真实值最大偏差为0.61cm,倾斜计算值与真实值最大偏差为0.095°。在所测有遮挡环境下下水平位移计算值与真实值最大偏差为0.76cm,竖直位移计算值与真实值最大偏差为0.81cm,倾斜计算值与真实值最大偏差为0.118°。
赵坤娟[3](2020)在《基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究》文中研究表明电离层对卫星信号的影响一直是全球卫星导航系统GNSS(Global Navigation Satellite System)数据处理中主要的误差源之一。基于GNSS的电离层研究主要包括电离层延迟监测方法研究,建模和预报研究,以及电离层产品的应用。随着我国北斗卫星导航系统BDS(Bei Dou Navigation Satellite System)全球组网建设完成,使得基于GNSS的电离层研究有了更多的机遇和可能性。一方面,北斗系统的星座不同于其他卫星导航系统,在赤道上空包含特有的地球静止轨道GEO(Geostationary Earth Orbit)卫星,可实现高精度电离层延迟监测;另一方面,我国建立了独立的国际GNSS监测评估系统(international GNSS Monitoring and Assessment System,i GMAS),使得研究电离层有了可靠的数据支撑和分析基础。因此本文依托i GMAS重点开展了北斗GEO卫星的电离层监测、北斗全球广播电离层延迟修正模型BDGIM(Bei Dou Global broadcast Ionospheric delay correction Model)评估、i GMAS电离层产品长期预报方法研究。论文研究结果可促进i GMAS监测系统的完善和发展,为我国北斗卫星导航系统和电离层相关技术的发展和应用提供支撑。论文研究的主要成果和创新点如下:(1)利用北斗GEO卫星对地静止的特性,基于近几年的观测数据和频间偏差产品,开展了固定穿刺点处电离层TEC的连续监测试验研究。BDS特有的GEO卫星和地面站相对位置固定,其电离层穿刺点几乎固定不变,可对固定穿刺点处电离层进行连续不间断监测。因此论文提出利用GEO卫星双频观测数据对固定穿刺点处电离层TEC监测的方法。首先通过比较北斗码伪距和载波相位观测值的不同组合,分析得到B1&B2双频组合计算电离层延迟为最优组合。然后采用相位平滑伪距方法计算电离层延迟TEC,相较其他电离层数学模型,该方法的优点是不会引入模型误差,连续三年监测结果与IGS格网产品比较误差约为2TECU。最后利用GEO电离层连续的监测结果,分析了太阳活动的电离层响应特征。(2)在北斗三号全球系统开通之前,基于i GMAS全球跟踪网等数据,以GNSS多系统的事后精密电离层产品和双频实测电离层产品为参考,开展了北斗电离层模型(BDGIM)评估方法研究和实际的试验评估,并与其他广播电离层模型进行了比较分析。评估结果表明:a)与BDSKlob相比BDGIM模型在性能上有了较大提升,电离层改正精度大约提高了20%,并弥补了BDSKlob模型在高纬度和两极区域异常的缺点;b)BDGIM模型和GPSKlob模型相比,模型参数更新率快,对全球范围内的电离层延迟描述更精确,北半球和赤道区域的电离层改正优势明显,南半球中纬度区域和GPSKlob模型精度相当,南半球高纬度区域会出现精度略逊于GPSKlob模型;c)BDGIM模型在电离层平静时期和春季异常时期的表现都优于BDSKlob、GPSKlob模型,在较长时间尺度上BDGIM模型也是可靠的。d)通过与双频实测电离层的对比,BDGIM的差值STD约为1~2.5 TECU;BDSKlob的差值STD约为2~3 TECU,GPSKlob的差值STD约为1.7~6.8 TECU。(3)基于i GMAS电离层产品研究了电离层TEC的长期预报方法,提出了电离层TEC的直接序列预报方法和间接系数预报方法,并对实际预报效果进行了验证。研究电离层TEC的长期预报方法,对于卫星导航系统自主运行,以及相关科学研究等具有重要意义。直接序列预报方法是利用自回归滑动平均ARMA(p,q)模型直接对每个格网点上的电离层VTEC序列进行预报,而间接系数预报方法是将电离层VTEC转换成球谐系数后,对球谐系数序列应用ARMA(p,q)模型进行预报。利用i GMAS电离层产品对提出的两种方法进行检验和比较,结果表明,在15天以内,上述两种方法的预报结果较好,和参考值比较具有很好的一致性,预报值和参考值之差小于3 TECU的格网点数占比75%以上,在每天太阳直射阶段和参考值的差值略大,在4 TECU以内,超过15天时,间接系数预报方法的精度略高于直接序列预报方法。通过6次30天的预报得到的2019年下半年结果显示,两种方法电离层预报的精度基本在80%以上。另外,直接序列预报方法适用于区域性预报,间接系数预报方法适用于全球性预报;临时预报采用直接序列预报方法较为省时,而连续自动化预报采用间接系数预报方法更省时省存储空间。
朱永兴[4](2020)在《北斗系统全球电离层建模理论与方法研究》文中认为电离层延迟是卫星导航系统的主要误差源。北斗卫星导航系统(BDS)已由北斗区域系统(北斗二号系统,BDS-2)发展为北斗全球系统(北斗三号系统,BDS-3),服务范围也由区域拓展全球。BDS-3具有星座全球分布、区域异构的特点,卫星播发了S和L频段多个导航信号,本文从BDS-3卫星观测数据质量分析、差分码偏差(DCB)估计、电离层总电子含量(TEC)估计、BDS全球电离层建模和BDS-3广播电离层模型(BDGIM模型)性能分析等方面研究了GNSS电离层建模相关理论与方法。主要研究内容和创新点如下:1.提出了BDGIM模型约束的DCB解算方法,解算得到的BDS-3卫星新信号DCB精度优于1.0ns,解决了绝对电离层TEC估计问题。该方法不依赖于外部高精度电离层产品,可以应用于单站卫星、接收机DCB实时解算。2.基于BDS星座中GEO、IGSO、MEO运行速度和轨道面不同的分析,设计了基于临近穿刺点TEC变化和日界TEC跳变的电离层TEC精度综合评估方法,充分考虑了BDS星座中GEO、IGSO、MEO运行速度和轨道面不同的特点,采用该方法分析B1I/B2I载波相位平滑伪距双频组合估计的电离层TEC精度优于3.0TECu。3.构建了顾及经纬度方向异性的反距离加权插值(IDW)方法,充分考虑了电离层TEC经纬度方向梯度,采用连续12年“两分两至”日前后的IGS-GIM产品分析表明,电离层TEC插值精度比常规IDW方法提高25%左右。4.构建了顾及粗差影响的Kriging插值方法,采用2014年“两分冬至”日前后的IGS-GIM产品和GNSS双频观测量进行试验验证,结果表明,该方法有效抑制了粗差数据影响,全球插值精度约为1.0~4.0TECu,优于改进的IDW方法。5.提出了BDGIM模型约束的BDS全球电离层建模方法,克服了现有BDS-3地面跟踪站分布稀疏问题,以BDGIM模型作为虚拟观测量约束球谐函数模型建模,采用平方根信息滤波仿实时方法按照5min时间间隔解算模型参数,BDS全球电离层建模精度约为2.0~5.0TECu,相比原有BDGIM模型提升约为6.5%。6.构建了北斗全球电离层时延修正模型(BDGIM)性能评估指标体系,系统评估了BDGIM模型性能,以IGS-GIM产品和GNSS双频观测量为基准,分析认为BDGIM模型改正精度明显优于GPS采用的Klobuchar模型,在全球范围改正中误差约为4.0TECu,改正比例约为75%。7.针对BDS-3卫星新信号体制,深入分析了各频点观测数据质量,为优选观测量组合开展电离层TEC研究提供参考。采用BDS-3组网卫星数据分析表明,BDS-3卫星各频点伪距多路径误差为0.11m~0.27m,对比BDS-2卫星B1I、B3I频点,随高度角变化的异常现象已基本消除;BDS-3卫星各频点载波相位观测噪声为0.11mm~0.37mm。
丁硕[5](2020)在《基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法研究》文中认为载波相位站间共视时间频率传递技术已日臻成熟,其中模糊度问题一直是这项技术的研究重点。国际GNSS监测评估系统(iGMAS)提供包括北斗卫星在内的精密卫星轨道等产品,因此开展基于北斗卫星的精密时间传递就成为了当前国际研究热点。我国北斗卫星导航系统(BDS)已建成基本系统并开始提供服务,并且北斗系统是混合星座,具有多颗地球静止轨道(GEO)卫星。基于GEO卫星对广大区域一直可视的优势,使用北斗GEO卫星的载波相位观测技术,借助于iGMAS产品,开展站间精密的时间频率传递研究,这种新方法命名为“基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法”(PCVTFT)。本文建立了PCVTFT测量模型,开展了单星的PCVTFT试验,开展了接收机时延相对标校试验研究,分析了轨道和电离层误差等的影响。论文主要研究成果和创新点如下:(1)基于北斗系统的特色,提出了基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法(PCVTFT),建立了使用单GEO卫星的PCVTFT测量模型。PCVTFT的主要优点是在时间传递的时候可以有效减少模糊度数量,并可实现任意校频周期的频率传递。(2)基于iGMAS平台和北斗GEO卫星,开展了PCVTFT试验,1)对于西安-临潼基线(30km基线长度),给出了半个月无周跳的结果,并与光纤时间频率传递结果进行比较,二者的吻合程度(RMS)为0.13ns;2)西安-长春2000km长度的基线,给出半个月无周跳结果,与TWSTFT结果进行比较,吻合程度(RMS)为0.44ns;给出了长弧段、标准周跳修复的PCVTFT结果,吻合程度(RMS)为0.5ns;3)西安-喀什3000km长度的基线,PCVTFT方法得到的站间钟差与TWSTFT结果进行比较,吻合程度(RMS)为0.76ns。这些结果表明:在2000km-3000km长基线情况下,PCVTFT时间传递准确度与TWSTFT基本相当;并且PCVTFT性能与基线长度有关,基线越短性能越好,在30km中短基线情况下,PCVTFT时间传递准确度达到0.13ns。(3)基于北斗民用精码数据,开展了接收机时延相对标定方法试验研究。设计了并址共源的测量方式,对接收机和天线时延进行整体标定。站坐标事先用PPP方式精密解算,使用了iGMAS提供的事后精密轨道。在临潼开展了iGMAS接收机和另外一台接收机的相对时延标定试验。试验结果表明,使用民用精码的接收机时延相对标定精度为0.52ns;使用相位平滑伪距方法得到的接收机时延标定精度0.26ns。试验结果对于PCVTFT等高精度时间传递具有重要参考意义。(4)分析了GEO轨道误差和电离层误差对PCVTFT的影响。针对目前在轨的几颗GEO卫星,对西安-长春、西安-三亚、西安-喀什等基线,计算并分析了GEO轨道误差对PCVTFT的影响。对GEO双频解算的电离层产品与IGS的TEC产品进行了比较分析。另外对电离层2阶项进行了计算,并分析了对PCVTFT的影响。(5)开展了PCVTFT实时应用示范设计。以中科院国家授时中心站、长春人卫站、喀什站、乌鲁木齐站和三亚站为数据源,设计了实时时间传递方案和数据处理中心。实时数据处理采用了iGMAS提供的超快星历,站间钟差产品在数据处理中心提供网络服务。
曾添[6](2020)在《多频GNSS精密定轨及低轨卫星增强研究》文中进行了进一步梳理当前全球导航卫星系统(GNSS)发展迅速,继GPS、GLONASS整星座运行后,BDS和Galileo也即将在近期完成全球星座组网任务。现代化的GNSS均计划发播三频以上的导航信号,越来越多卫星的三频信号被地面测站接收,为GNSS的精密数据处理带来了新的机遇与挑战;低轨卫星增强GNSS定轨也成为目前的研究热点。为提升导航卫星轨道精度,本文针对GNSS数据质量分析与控制、多频卫星精密定轨、非组合定轨模型精化、LEO/GNSS联合定轨仿真等关键问题展开研究,主要贡献和结论如下:1.研究评定了BDS-3观测数据质量及星载原子钟性能。基于iGMAS数据对BDS-3卫星信号的信噪比、伪距噪声和多路径误差进行了分析,并与BDS-2/GPS/Galileo卫星进行比较。BDS-3二代信号信噪比略优于BDS-2,B1C/L1/E1信噪比低于其他频点且GPS卫星更优;噪声和多路径各GNSS基本相当。在分析精密定轨钟差产品系统噪声的基础上,对BDS/Galileo/GPS钟差数据预处理和钟性能评定实现自动批处理。BDS-3铷钟的整体性能优于BDS-2卫星,BDS-3氢钟多数指标已经与Galileo氢钟性能相当,其中BDS-3铷钟、氢钟万秒稳均值分别为2.49E-14、2.32E-14,天稳分别为8.64E-15、5.28E-15。2.归纳总结GNSS精密定轨模型的基准问题解决方案,指出一方面需要给定坐标基准,使网型固定于某一参考框架内并保证无整网旋转及尺度变化;另一方面需要给定时间基准和设备时延基准,解决GNSS观测方程的秩亏问题。在此基础上,研究推导了基于IF组合或第一频点作为钟差基准的IF组合/非组合多频多系统GNSS满秩观测方程,并进行了算例分析。表明不同基准策略或不同观测模型得到的定轨结果基本一致,以第一频点作为钟差基准可同时获得可分离的码间偏差产品,但可能会增加码间偏差参数解算的不稳定性。3.非组合精密定轨策略需要估计巨量的电离层延迟历元参数,导致计算耗时严重,提出一种改进的参数消除恢复算法。以一组“站-星-历元”观测量为单元对电离层参数即时消除,可实现对单个电离层参数消除而不需矩阵求逆。实验结果表明新算法相比常规历元参数消除策略,可将计算效率一次迭代耗时提升数倍甚至数十倍。4.研究了双频非差IF组合/非组合精密定轨观测模型及其模糊度固定方法。从理论上证明了两种观测模型在使用“宽巷-窄巷”模糊度固定策略时,可消去两者参数重组后模糊度参数的差异,得到等价的模糊度固定解结果。以GPS和GPS/BDS-3两个算例进行试验,表明两种策略得到的产品精度相当,从多个方面比较了两种观测模型定轨结果差异,其中GPS轨道、钟差差异分别在亚mm以内、1 ps以内,相应的BDS-3差异分别在mm量级、1-10 ps量级。5.提出了三频非差IF组合/非组合精密定轨观测模型及其模糊度固定方法,评定了第三频点观测量对GNSS精密定轨的贡献。针对GPS卫星存在相位时变偏差问题,将载波相位观测量的时延偏差分成时变和时不变分量,分别得到相应的三频定轨观测模型;发展了适用于精密定轨的双差策略的三频模糊度固定方法。以可发射三频信号的GPS IIF、BDS-2、Galileo卫星为例,三频非组合精密定轨结果表明第三频点观测量对精密定轨贡献很小(不到5%);同时发现GPS三频定轨较L1/L2双频定轨可将定轨产品精度提升10%左右,原因是L5较L2频点具有更高的码片率和信号功率。6.研究了第三频点偏差项估计及模糊度固定优化策略。推导了顾及/不顾及接收机端载波相位观测量时延偏差时变分量的三频非组合精密定轨模型,试验表明该偏差分量基本可以忽略;讨论了第三频点时延偏差站星分离/合并参数估计策略,算例表明两种策略定轨结果相当,但建议网解情况下使用站星分离策略,可减少待估参数。提出利用非组合浮点模糊度进行宽巷双差模糊度固定的方法,宽巷残差分布结果表明新方法相比MW组合策略得到的宽巷双差模糊度精度更高;提出对三频模糊度固定方法的更新策略进行改进,指出单独使用1/2频点双频IF组合的更新策略并未顾及第三频点模糊度固定值的信息,提出使用“矩阵方案”的模糊度更新策略。7.提出利用非组合模型估计PCO的理论与方法。首先进行双频数据验证,基于2018全年GPS数据,试验结果表明新方法得到的PCO产品(经过IF组合后)与IF策略产品数值基本相当,利用新/旧PCO产品定轨结果内符合精度基本一致。针对两个频点PCO存在严重相关性的问题,提出利用IGS产品(IF组合)进行先验约束的方法,结果表明改进的方法使PCO估值的标准差水平、垂直方向分别降低了20%、60%左右,且新产品可取得略微更优的定轨精度。针对目前IGS发布的天线文件仅重处理两个频点的PCO问题,基于三频非组合模型提出一种仅估计第三频点PCO的方法。GPS试验表明估计的L5频点的PCO定轨结果优于直接使用L2频点结果,为三频GNSS的模型精化迈向更深一步。8.低轨卫星增强导航卫星精密定轨的实测数据和仿真实验研究。基于三颗LEO和20个区域测站,评定了LEO差异在不同测站数量下对LEO/GNSS联合定轨的影响,表明LEO卫星轨道高度及倾角差异对定轨精度影响较小,但少量测站数量情况下,不同的2颗LEO卫星对定轨精度影响差异可达cm量级。针对我国区域监测站布局现状,并鉴于小型化的LEO星座便于部署和管控,仿真了一种由24颗LEO卫星组成的星座,实现对BDS-3的增强。仿真结果表明联合定轨可将BDS-3各类卫星定轨精度提升至cm量级。
马春[7](2020)在《GPS载波相位/INS紧组合导航算法研究》文中提出GNSS动态定位在观测环境良好的情况下,可以获得厘米级的定位精度。但是在城市等复杂环境下容易出现信号衰减、遮挡以及中断等现象,从而无法保障其定位精度、连续性和可靠性。GNSS/INS组合导航技术可以提高GNSS的定位精度和连续性,因此被广泛使用。在城市等复杂环境下,传统的松组合易受卫星颗数限制,而基于伪距的紧组合受伪距精度的限制无法满足更高精度应用领域的需求。本文以GPS系统为对象,围绕GPS载波相位/INS紧组合导航算法开展研究,旨在提高GPS动态定位的定位精度、连续性和可靠性,论文的主要研究内容和成果如下:(1)提出了一种周跳探测与修复组合方法,采用电离层残差法和MW组合法探测周跳,然后在此基础上使用伪距与相位比较法和电离层残差法进行修复,最后通过MW宽巷模糊度检验是否修复成功。实验表明,该算法的定位精度和模糊度固定率与单历元解算的结果基本一致,能够用于动态定位的解算。(2)提出了一种组合单频加宽巷观测值的模糊度解算策略,实验表明,该解算策略不仅可以提高GPS模糊度固定成功率,也可以获得更高的动态定位精度。(3)推导了GPS/INS紧组合导航的系统方程和量测方程,提出将GPS模糊度参数附加在GPS/INS状态方程中估计方法和消参策略。实验表明,相比于GPS动态定位,GPS/INS紧组合的模糊度固定率较高,显着提高了定位精度和连续性。(4)在GPS动态定位算法以及GPS/INS紧组合算法的基础上,设计开发了GPS/INS紧组合软件原型,通过两组实验对软件的性能进行了分析。采用不同环境下、不同接收机和惯导等级的GPS数据和紧组合数据进行实验,不仅验证GPS动态定位和紧组合算法的有效性,也检验了软件的可用性。该论文有图69幅,表10个,参考文献95篇。
孙波[8](2020)在《基于GNSS单天线技术的农田土壤湿度反演方法研究》文中研究说明土壤湿度是影响全球水循环的重要变量,是衡量地面与大气之间能量交换的主要因素。能够及时、可靠地获取农田土壤湿度值对于在农业生产中进行精准灌溉、减少水资源浪费、降低生产成本和提高农作物产量都是非常必要的。本论文依托国家863课题《多尺度农田信息获取与融合技术》、国家自然科学基金面上项目《数据融合的GNSS-IR农田土壤湿度反演方法研究》和北京航空航天大学横向课题《北斗土壤遥感系统试验基地建设》等课题,从电磁波反射分析、信号处理、反演模型的构建、多星多频数据的融合、外场试验的设计及试验数据验证几个方面展开了地基GNSS-IR土壤湿度反演方法研究。构建了基于GA-SVM的单天线土壤湿度反演模型;构建了单天线模式下北斗系统基于单星双频段熵融合的土壤湿度反演模型以及双频载波相位融合的土壤湿度反演模型;提出了基于GPS系统多星多频段观测量的自适应加权融合算法,构建了基于多星多频自适应加权融合的土壤湿度反演模型。最后对各模型进行了性能的横向对比并评估了其适用场景。本文研究的主要内容和结论如下:(1)分析了GNSS地基平台下土壤湿度的遥感方法,探讨了数据处理流程。首先从GNSS信号源的角度对四大导航系统的系统组成、星座结构、信号特点进行了分析对比。然后详细的分析了电磁波信号的极化方式、反射信号的几何关系,给出了反射信号的数学表达式以及镜面反射点、第一菲涅尔反射区的概念等跟反射区域有关的定义和计算方法。最后总结了近年来应用全球导航卫星反射信号进行土壤湿度遥感的方法——采用直、反射信号相关功率比的双天线模式和利用直、反射信号干涉现象的单天线模式,重点阐述了单天线模式反演的基本原理,给出了两种模式的数据处理流程,并对比了两种工作模式的工作特点和区别。(2)研究了基于单星单频观测量的GNSS单天线土壤湿度反演方法,构建了裸土条件下GNSS单天线的土壤湿度一元线性回归反演模型和基于GA-SVM的单天线土壤湿度反演模型。开展了裸土条件下GNSS单天线土壤湿度反演模型研究,从理论层面详细分析了“信噪比SNR数据—多径分量—土壤湿度”这一建模过程中直射分量的拟合、反射分量的计算、干涉特征观测量的获取等问题,给出了适用于本文条件下的GNSS单天线的裸土土壤湿度一元线性回归反演模型,并开展了相关试验对所提方法进行验证。从一元回归模型反演结果上可以看出:振荡频率、振荡幅度和初始相位三个干涉特征参量与土壤湿度均具有较好的相关性,土壤湿度反演值与土壤湿度实测值的回归相关系数R达到了0.7861-0.9353,均方根误差RMSE为0.593 cm3/cm3-0.841cm3/cm3。为了抑制植被和土壤粗糙度所引起的噪声、提高拟合精度,构建了基于GA-SVM的单天线土壤湿度反演模型,选择普适性好的径向基核函数。针对SVM模型参数人为调整的不确定性,选用遗传算法对SVM模型参数进行优化,并通过试验对模型进行了验证。结果表明:单星的GPS PRN 12 L1频段GA-SVM的反演结果与土壤湿度实测值的回归相关系数R达到了0.9782,均方根误差为0.182 cm3/cm3。对比由三种干涉特征参量分别构建的一元线性回归模型,相关系数R提高了4.59%-24.44%,均方根误差RMSE减小了69.3%-78.36%。为了进一步证明本文所提模型的有效性,在相同数据集配置下,分别与PSO-SVM和BP神经网络的机器学习方法相比,GA-SVM模型均方根误差RMSE分别降低了68.57%及84.09%,证明了GA-SVM模型可以有效的提高反演精度。(3)研究了基于单星双频数据融合的GNSS单天线土壤湿度反演方法,从信息熵的角度为了融合GNSS反射信号中不同频段信号所含的不同土壤信息,构建了单天线模式下北斗系统基于单星双频段熵融合的土壤湿度反演模型,给出了该模型的数据处理流程,并在北京通州开展了地基试验对反演方法进行验证。试验结果表明:北斗PRN 9、PRN 10、PRN 13三颗卫星熵融合后的振荡频率观测量与土壤湿度的回归相关系数分别达到了0.8118、0.8924、0.8609;均方根误差分别为2.073 cm3/cm3、1.689cm3/cm3、1.814 cm3/cm3。PRN 9的双频熵融合的反演结果相比于B1、B2频段振荡频率的传统回归方法,相关系数R提高了24.41%-37.11%,均方根误差RMSE降低了3.4%-8.48%;PRN 10反演结果相比于传统回归方法,相关系数R提高了35.64%-48.07%,均方根误差RMSE降低了10.82%-40.4%;PRN 13反演结果相比于传统回归方法,相关系数R提高了37.59%-44.62%,均方根误差RMSE降低了11.56%-16.67%。其次,考虑到部分GPS、北斗接收机不能提供SNR数据的问题,同时进一步丰富利用反射信号测量土壤湿度的手段,从信号的层面提出了单天线模式下基于北斗系统单星双频载波相位融合的土壤湿度反演模型,通过双频载波相位组合的方式消除载波相位中的几何信息及对流层延迟误差,对数据处理的流程进行了分析,最后利用通州试验数据进行了验证。试验数据表明:北斗PRN 9、PRN 10、PRN 13三颗卫星载波相位组合后的振荡主频观测量与土壤湿度的回归相关系数分别达到了0.5641、0.6122、0.5796;均方根误差分别为2.269 cm3/cm3、1.722 cm3/cm3、2.897 cm3/cm3,证明载波相位融合方法应用于土壤湿度反演是有效的,但反演精度还需要进一步提高。(4)研究了基于多星多频数据融合的GNSS单天线土壤湿度反演方法,从信息的层面为了充分融合不同轨道、不同频段的卫星观测信息,提出了基于GPS系统多星多频段观测量的自适应加权融合算法,构建了基于多星多频自适应加权融合的土壤湿度反演模型,分析了数据的处理流程,并通过试验数据进行了模型验证。试验数据表明:GPS PRN 1、PRN 6、PRN 8三颗卫星L1、L2、L5频段的振荡幅度观测量加权融合后的振幅观测量与土壤湿度的相关系数R达到了0.8059,均方根误差RMSE为2.075cm3/cm3。三颗星三频融合方法的反演结果相比于单星单频的传统回归方法,相关系数R提高了24.69%-79.21%,均方根误差RMSE降低了22.28%-33.58%;与所有频段振幅观测量取均值的均值融合法相比,相关系数R提高了26.77%,均方根误差RMSE降低了23.26%,证明了基于多星多频数据融合模型的有效性。最后,从反演精度、算法复杂度等评价指标对本文所提的反演模型进行了综合评价,并分析了各种模型的适用条件和场景。其中,与传统一元线性回归相比,GA-SVM模型反演精度提高最大,但是其算法复杂度和对硬件的要求较高;双频熵融合模型则在算法复杂度和反演精度两方面取得良好折衷;双频载波相位融合模型在低复杂度的优点下,可以充分利用无法存储SNR的早期GPS站点,扩大了全球观测的网络范围;多星多频融合模型在明显提高反演精度的同时,增大了观测范围,反演值更能代表探测区域土壤湿度的平均水平。在今后的具体应用中,还应根据需求和资源进行模型的选择。
安豪[9](2017)在《全球导航卫星信号极化相移监测降雨强度技术研究》文中研究表明随着全球导航卫星系统GNSS的蓬勃发展,充分挖掘GNSS大数据价值的GNSS大气海洋遥感技术得到了广泛关注,部分技术已实现业务化应用。论文以GNSS信号感知降雨信息为研究对象,针对GNSS信号极化相移监测降雨强度的关键技术和科学问题开展了研究,重点进行了以正演模型和反演算法为主的理论研究,以实验设备研制、实验设计、数据处理算法和结果对比分析为主的实验验证研究,以区域雨团信息反演为主的仿真研究,为自主发展我国的GNSS信号遥测降雨系统提供技术支撑。在理论研究方面,根据GNSS信号穿过降雨介质的微物理过程,建立了极化相移与降雨强度的关系模型,即正演模型;通过数值模拟,分析了利用该模型监测降雨强度的可行性,系统研究了雨滴谱分布、非球形粒子散射算法、雨滴形状、雨滴倾角、雨区路径长度、温度、频率和卫星仰角等因素对该模型的影响。数值模拟结果表明:该模型具有监测降雨强度的可行性。针对反演问题,提出了利用模拟退火算法寻找最优解的Bayesian方案,通过仿真数据验证了该方案的可行性。针对大气路径上的电离层、云中冰晶粒子和融化层粒子对极化相移的影响进行了评估,得出了电离层没有影响,云中冰晶粒子可忽略不计,而融化层粒子需要考虑的结论。在实验验证研究方面,首先在上述理论研究的基础上,研制了专门用于接收GNSS双极化信号的圆锥喇叭天线,搭建了地基GNSS双极化降雨探测实验系统,并以GPS信号为例,开展了两次(2015年69月、2016年711月)GNSS信号极化相移监测降雨强度的地基实验。针对实验接收原始数据是双极化的GPS载波相位的情况,逐一分析和提出了解决质量控制、失锁问题、周跳问题、电离层、中性大气、硬件效应、初值不确定、多路径效应等问题的数据处理算法,以及多源数据对比分析的数据处理方法。通过对2015年2颗和2016年13颗卫星数据的个例分析和统计分析得出:极化相移可被获取,且可判定该极化相移是由降雨引起的;极化相移和部分气象站雨量计数据、雷达反演路径平均降雨强度都具有较好的相关性,但极化相移和雷达反演路径平均降雨强度的相关性明显高于和雨量计数据的相关性;29个个例的1小时累计极化相移和4个台站的累计降雨量相比,最优的相关系数都超过0.96,甚至多个个例达到0.99,充分验证了数据处理算法的有效性以及所得极化相移的可信度。在区域仿真研究方面,为解决路径长度和降雨强度之间存在的模糊问题,同时获取区域降雨信息,以GNSS-LEO掩星事件为背景,借鉴CT技术,建立了利用一维GNSS掩星信号极化相移反演雨团二维结构的层析模型;提出了利用两种正则化算法(TSVD法、Tikhonov法)和两种正则化参数选取方法(L曲线准则、广义交叉检验准则)的反演方案;最后通过仿真方法,验证了上述反演方案分别在超定和欠定条件下的可行性和有效性,为后续该技术的天基数据处理和应用作了有益的探索研究。
刘硕[10](2017)在《卫星导航高精度定位定向关键技术研究》文中研究指明全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)接收机可以向载体提供高精度的位置和方向信息,可用性和精度是评判接收机性能的关键指标。定位定向的精度取决于对误差的控制,所以GNSS误差控制技术可以从根源上提高精度;载波相位观测量中包含有未知的整周模糊度,所以整周模糊度固定技术是实现载波相位定位可用性的前提条件;基线长度信息约束技术通过融合基线长度信息与观测信息,可以起到提高可用性和精度的效果。本文结合了现今卫星导航向多系统、多频信号的发展方向,对提高卫星导航高精度定位定向的可用性和精度的关键技术展开研究:1)在GNSS误差控制技术中,对卫星导航接收机两种主要的定位方式的精度优化展开研究。对基本观测量建模,并分析其误差特性。推导不同参数估计算法,并分析其性能。通过对误差模型和参数估计算法的分析结果,对伪距单点定位和载波相位差分定位分别提出了优化精度的算法。提出了一种GNSS系统间钟差辅助定位算法,设计了基于系统间钟差的伪距单点定位模型,推导了基于扩展Kalman滤波的参数估计算法,充分利用了GNSS系统间钟差比接收机钟差稳定的先验信息,提高了多系统单点定位的定位精度。提出了一种基于双差几何无关模型的载波相位质量控制算法,利用几何无关观测量中几何距离为零的特性,对误差进行建模并构造探测门限,探测双差载波相位中较大的多路径误差和粗差,提高载波相位相对定位的精度。2)在整周模糊度固定技术中,对现今常用的两大类整周模糊度固定算法展开研究。分析了不同算法的性能和优缺点,并对整数最小二乘和整数引导算法分别提出改进算法。提出了一种宽窄巷双频LAMBDA(Least-squares AMBiguity Decorrelation Ajustment)算法,利用宽巷和双频整周模糊度之间的关系约束搜索空间,通过宽巷、双频和窄巷整周模糊度之间的关系提升Ratio判断准确率,提高双频整数最小二乘法的整周模糊度固定成功率。提出了一种基于宽巷取整的自纠错整周模糊度固定算法,根据双频整周模糊度和宽巷整周模糊度的特有关系,构造探测量并估计探测门限,修复整周模糊度一周取整错误,解决整数引导法中宽巷整周模糊度固定率低的问题。3)在基线长度信息约束技术中,分析了基线长度约束的特点与不足,在辅助整周模糊度解算和提高基线参数估计的精度两个方向上分别提出改进算法。提出了一种双频长短基线整周模糊度固定算法,利用宽巷和双频误差带的约束,放宽长短基线法中对短基线长度苛刻的限制要求,解决测绘型天线的尺寸不满足长短基线法条件的问题。提出了一种基于历史基线长度的动态基线向量求解算法,设计了将历史基线长度信息与当前观测信息融合的计算模型,推导出最佳权值矩阵与理论增益,通过充分利用基线长度的历史信息,提高了基线长度固定环境中载波相位相对定位的精度。
二、GPS民用双频的载波相位测量定位(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、GPS民用双频的载波相位测量定位(论文提纲范文)
(1)基于安卓移动终端的GNSS原始观测值分析及定位性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 章节安排 |
第二章 Android智能终端GNSS定位原理 |
2.1 GNSS基本定位原理 |
2.2 GNSS观测误差 |
2.2.1 卫星有关误差 |
2.2.2 信号传播过程有关误差 |
2.2.3 接收机有关误差 |
2.3 GNSS参数估计模型 |
2.3.1 间接平差 |
2.3.2 最小二乘估计 |
2.3.3 Kalman滤波 |
2.4 精密单点定位函数模型 |
2.4.1 常规传统模型 |
2.4.2 Uofc模型 |
2.4.3 无模糊度模型 |
2.5 本章小节 |
第三章 Android智能终端GNSS数据分析研究 |
3.1 Android智能终端系统介绍 |
3.2 Android智能终端应用程序接口基本结构 |
3.3 Android智能终端GNSS原始观测值 |
3.3.1 Android智能终端定位时间与坐标系统 |
3.3.2 Android智能终端观测值的获取 |
3.3.3 Android智能终端随机模型 |
3.4 Android智能终端GNSS原始数据研究分析 |
3.4.1 信噪比 |
3.4.2 卫星可见性和连续性 |
3.4.3 数据完整性 |
3.4.4 伪距观测噪声与多路径误差 |
3.4.5 伪距变化率 |
3.4.6 Duty Cycle与周跳 |
3.5 Android智能终端GNSS数据优化 |
3.6 本章小节 |
第四章 Android智能终端定位性能研究 |
4.1 Android智能终端静态定位性能研究 |
4.2 Android智能终端动态定位性能研究 |
4.3 Android智能终端GNSS数据优化研究 |
4.4 Android智能终端精密单点定位模型研究 |
4.5 本章小节 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间研究成果 |
(2)电力传输塔架基座位移监测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 塔基位移监测总体设计 |
2.1 设计需求分析 |
2.2 塔基位移分析 |
2.3 系统结构组成以及工作流程 |
2.4 本章小结 |
第3章 GPS工作原理 |
3.1 全球导航卫星系统概述 |
3.2 GPS卫星信号组成 |
3.3 GPS卫星位置计算 |
3.4 GPS定位方法和定位误差 |
3.4.1 GPS绝对定位和相对定位 |
3.4.2 GPS定位误差 |
3.4.3 伪距测量和载波相位测量定位法 |
3.4.4 载波相位差分定位法 |
3.5 基于双频的载波相位双差法 |
3.6 本章小结 |
第4章 塔基监测关键算法研究 |
4.1 周跳探测与修复算法 |
4.1.1 周跳概述 |
4.1.2 周跳检测与修复方法 |
4.1.3 周跳检测仿真分析 |
4.2 模糊度解算算法 |
4.2.1 最小二乘估计 |
4.2.2 模糊度搜索空间的确定 |
4.2.3 降相关处理 |
4.3 卡尔曼滤波算法 |
4.4 本章小结 |
第5章 塔基位移监测软硬件设计 |
5.1 塔基位移监测系统硬件设计 |
5.1.1 监测系统总体硬件结构图 |
5.1.2 系统硬件介绍 |
5.1.3 硬件的配置 |
5.2 塔基位移监测软件设计 |
5.2.1 数据协议解析 |
5.2.2 原始数据提取软件设计 |
5.2.3 监测站坐标解算软件设计 |
5.3 本章小结 |
第6章 塔基位移监测实验验证 |
6.1 卡尔曼滤波效果验证 |
6.2 监测站与基准站不同距离时对精度的影响 |
6.3 小位移下监测方法可靠性验证 |
6.4 遮挡环境下对测量结果的影响 |
6.5 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
附录 软件设计部分程序段 |
致谢 |
(3)基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题的背景和意义 |
1.2 电离层相关研究的国内外现状 |
1.3 论文主要内容与结构安排 |
第2章 GNSS相关内容及电离层基本理论 |
2.1 GNSS的发展现状及IGS和 iGMAS的简介 |
2.2 卫星导航定位原理及相关误差源分类 |
2.3 电离层的基本理论 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于北斗GEO卫星的电离层监测方法 |
3.1 引言 |
3.2 双频实测电离层监测原理和精度分析 |
3.2.1 双频观测值的选取及平滑方法 |
3.2.2 组合观测值计算电离层的精度分析 |
3.3 利用北斗GEO卫星的优势 |
3.4 监测固定穿刺点处TEC结果及分析 |
3.4.1 单站电离层监测结果 |
3.4.2 典型测站连续监测结果与分析 |
3.5 利用监测结果分析太阳活动的电离层响应特征 |
3.5.1 太阳活动表征指数与分析电离层响应的思路 |
3.5.2 第24太阳活动周的电离层响应特征及其分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 北斗三号BDGIM模型性能评估 |
4.1 引言 |
4.2 广播电离层模型算法 |
4.3 测站分布、参数选择与评估方法 |
4.4 评估结果及分析 |
4.4.1 全球格网点上不同电离层模型计算结果与分析 |
4.4.2 各个站点上空不同电离层模型计算结果与分析 |
4.4.3 与双频实测电离层的对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 iGMAS电离层产品的长期预报方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 时间序列模型及其性质 |
5.3 直接序列预报方法和间接系数预报方法 |
5.4 预报结果及其分析 |
5.4.1 直接序列预报方法预报结果 |
5.4.2 间接系数预报方法预报结果 |
5.4.3 两种方法预报结果对比及其分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 地磁活动的电离层响应特征分析 |
6.1 引言 |
6.2 地磁暴的指数和形态及分析电离层响应的思路 |
6.3 地磁活动对应的测站电离层响应实例与分析 |
6.3.1 测站TEC序列和强磁暴期间DST指数相关性 |
6.3.2 电离层增量dTEC和强磁暴期间DST的相关性 |
6.3.3 较平静地磁环境下的电离层响应 |
6.4 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 论文的主要结论及创新点 |
7.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(4)北斗系统全球电离层建模理论与方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 北斗系统及地面跟踪站发展 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 GNSS卫星观测数据质量分析 |
1.3.2 GNSS卫星频间偏差估计及分析 |
1.3.3 GNSS卫星电离层TEC估计及监测分析 |
1.3.4 GNSS电离层建模模型方法 |
1.3.5 GNSS卫星广播电离层模型 |
1.4 研究内容及安排 |
第二章 GNSS电离层理论及模型 |
2.1 电离层的基本特性 |
2.1.1 电离层概述 |
2.1.2 电离层表征量 |
2.1.3 电离层对导航信号影响 |
2.1.4 电离层单层假设 |
2.2 GNSS观测量估计电离层TEC |
2.2.1 伪距和相位观测量 |
2.2.2 双频观测量估计电离层TEC |
2.2.3 卫星和接收机频间偏差估计 |
2.2.4 投影函数 |
2.2.5 虚拟电离层TEC观测量 |
2.3 常用电离层模型 |
2.3.1 反距离加权插值模型 |
2.3.2 Kriging插值模型 |
2.3.3 球谐函数模型 |
2.4 本章小结 |
第三章 BDS-3卫星观测数据质量分析 |
3.1 引言 |
3.2 北斗卫星信号调制方式 |
3.3 GNSS数据质量评估数学模型 |
3.3.1 载噪比 |
3.3.2 伪距观测量精度 |
3.3.3 载波相位观测量噪声 |
3.4 BDS-3卫星观测数据质量分析试验 |
3.4.1 载噪比分析 |
3.4.2 伪距多路径误差分析 |
3.4.3 载波相位观测量噪声分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 北斗卫星测距信号DCB估计方法 |
4.1 引言 |
4.2 北斗卫星频间偏差定义 |
4.3 BDS-2信号频间偏差精度分析 |
4.3.1 BDS-2 卫星信号DCB分析 |
4.3.2 BDS-2 接收机单站DCB估计方法 |
4.4 BDGIM模型约束的BDS-3 新信号DCB估计方法 |
4.4.1 模型算法 |
4.4.2 试验数据 |
4.4.3 IGS-GIM产品约束的DCB解算试验 |
4.4.4 BDGIM模型约束的DCB解算试验 |
4.5 本章小结 |
第五章 电离层TEC监测及精度分析 |
5.1 引言 |
5.2 不同频段组合估计电离层TEC精度分析 |
5.2.1 理论误差分析 |
5.2.2 BDS-3试验卫星数据试验分析 |
5.3 GEO卫星电离层TEC分析及闪烁监测 |
5.3.1 北斗GEO卫星电离层IPP分析 |
5.3.2 北斗GEO卫星电离层TEC分析 |
5.3.3 北斗GEO电离层TEC相关性分析 |
5.3.4 北斗GEO电离层TEC闪烁监测 |
5.4 BDS双频观测量估计电离层TEC分析 |
5.4.1 试验数据 |
5.4.2 一种新的电离层TEC精度评估方法 |
5.4.3 电离层TEC估计精度分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 BDS-3 电离层TEC全球建模方法 |
6.1 引言 |
6.2 顾及经纬度方向异性的IDW插值 |
6.2.1 基本原理 |
6.2.2 经纬度方向异性调节因子设计 |
6.2.3 试验分析 |
6.2.4 最优方案长期插值精度分析 |
6.3 顾及粗差影响的KRIGING插值 |
6.3.1 基本原理 |
6.3.2 粗差剔除统计量构造 |
6.3.3 粗差剔除统计量验证 |
6.3.4 Kriging方法全球插值精度分析 |
6.4 基于BDGIM模型约束BDS全球电离层建模方法 |
6.4.1 原理方法 |
6.4.2 数据处理策略 |
6.4.3 试验分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 BDS-3 BDGIM模型精度分析 |
7.1 引言 |
7.2 模型算法及性能评估指标体系 |
7.2.1 模型算法 |
7.2.2 模型特点分析 |
7.2.3 评估指标体系 |
7.3 BDS-3 BDGIM模型性能分析 |
7.3.1 分析方法及数据 |
7.3.2 试验结果分析 |
7.4 BDS-3与GPS、GALILEO广播电离层模型性能比较 |
7.4.1 试验数据及方法 |
7.4.2 全球改正精度分析 |
7.4.3 不同纬度改正精度分析 |
7.4.4 不同区域改正精度分析 |
7.4.5 磁暴期间改正精度分析 |
7.5 BDS-3 BDGIM模型精度提升预期 |
7.5.1 基本思路 |
7.5.2 数据源对模型精度影响 |
7.5.3 增加非播发系数对模型精度影响 |
7.6 本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 主要工作和结论 |
8.2 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
作者简介 |
(5)基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 时间传递技术的发展 |
1.2.1 古代时间传递技术 |
1.2.2 现代时间传递技术 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 研究目的及意义 |
1.5 论文的主要工作与内容安排 |
第2章 高精度时间频率传递基本原理 |
2.1 GPS/BDS单向授时 |
2.2 GNSS共视时间传递 |
2.2.1 基本原理 |
2.2.2 不同基线长度的共视时间传递 |
2.3 GNSS PPP时间传递方法 |
2.3.1 基本模型 |
2.3.2 UofC模型 |
2.4 TWSTFT时间传递 |
2.4.1 时间传递公式 |
2.4.2 误差源分析 |
2.5 光纤时频传递 |
2.6 时间和频率表征 |
2.6.1 时域测量 |
2.6.2 频率测量 |
2.6.3 时间和频率波动模型 |
2.6.4 频率稳定度的特征 |
2.6.5 时间偏差与时间方差 |
2.7 小结 |
第3章 PCVTFT时间频率传递模型和试验 |
3.1 研究背景和研究的问题 |
3.2 PCVTFT方法及观测方程 |
3.2.1 建立PCVTFT方法的观测方程 |
3.2.2 PCVTFT方法分析 |
3.3 PCVTFT短基线试验及结果分析 |
3.3.1 超短基线(5m)试验 |
3.3.2 短基线(西安-临潼30km基线)试验 |
3.4 PCVTFT长基线试验及结果分析 |
3.4.1 双向卫星时间频率传递和转发式测定轨试验平台 |
3.4.2 西安-长春1800km长基线试验 |
3.4.3 西安-喀什3000km长基线试验 |
3.5 小结 |
第4章 短基线GNSS接收机时延相对校准试验 |
4.1 基本原理 |
4.2 试验数据及处理策略 |
4.3 试验分析 |
4.4 小结 |
第5章 GEO卫星轨道误差对PCVTFT的影响分析 |
5.1 GEO轨道误差对PCVTFT影响的计算方法 |
5.1.1 GEO轨道误差 |
5.1.2 轨道误差对PCVTFT影响的计算方法 |
5.2 计算结果及分析 |
5.2.1 北斗GEO卫星情况及跟踪站选择 |
5.2.2 解算结果及分析 |
第6章 电离层误差对精密时间传递的影响分析 |
6.1 概述 |
6.2 电离层一阶项、二阶项延迟计算方法 |
6.3 北斗GEO卫星电离层延迟改正计算分析 |
6.3.1 实验数据及处理策略 |
6.3.2 结果分析 |
6.4 电离层二阶项延迟的计算与分析 |
6.4.1 实验数据与处理策略 |
6.4.2 二阶电离层延迟对观测值的影响 |
6.4.3 二阶电离层延迟对测站钟差影响 |
6.4.4 二阶电离层延迟对时间传递的影响 |
6.5 小结 |
第7章 PCVTFT实时应用初步研究 |
7.1 实时时间传递数据平台设计 |
7.1.1 数据源 |
7.1.2 数据中心设计 |
7.1.3 软件界面设计 |
7.2 实时时间传递方案的设计 |
7.3 小结 |
第8章 总结与展望 |
8.1 论文主要研究成果与创新点 |
8.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(6)多频GNSS精密定轨及低轨卫星增强研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 GNSS星座最新进展 |
1.2.1 GPS |
1.2.2 BDS |
1.2.3 GLONASS |
1.2.4 Galileo |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 多频GNSS精密数据处理 |
1.3.2 多频GNSS数据处理模型精化 |
1.3.3 LEO增强GNSS精密定轨 |
1.4 存在的问题 |
1.5 论文研究内容及章节安排 |
第二章 卫星精密定轨基本理论 |
2.1 参考系统 |
2.1.1 时间系统及其转换 |
2.1.2 坐标系统及其转换 |
2.2 运动方程 |
2.2.1 二体问题 |
2.2.2 星下点轨迹及可视性 |
2.3 轨道摄动 |
2.3.1 地球引力 |
2.3.2 第三体引力 |
2.3.3 太阳辐射压 |
2.3.4 大气阻力 |
2.3.5 力模型补偿 |
2.4 变分方程及其数值解法 |
2.4.1 变分方程 |
2.4.2 数值解法 |
2.5 参数估计 |
2.6 本章小结 |
第三章 观测模型及数据质量控制 |
3.1 GNSS观测方程与基准概述 |
3.1.1 坐标基准问题 |
3.1.2 时间基准与设备基准问题 |
3.1.3 GNSS误差源 |
3.2 GNSS观测方程消秩亏理论与方法 |
3.2.1 多频非组合的满秩观测方程 |
3.2.2 多频IF组合的满秩观测方程 |
3.2.3 算例与分析 |
3.3 BDS-3/GNSS数据质量分析 |
3.3.1 观测数据介绍 |
3.3.2 北斗二代信号分析与比较 |
3.3.3 新信号分析与比较 |
3.4 三频周跳探测与修复 |
3.4.1 算法原理 |
3.4.2 算例与分析 |
3.5 ODTS噪声及BDS-3/GNSS钟性能评估 |
3.5.1 BDS钟性能评定研究进展 |
3.5.2 评估方法 |
3.5.3 ODTS产品精度评定 |
3.5.4 ODTS噪声分析 |
3.5.5 BDS-3/GNSS星载原子钟性能评定 |
3.6 本章小结 |
第四章 多频卫星精密定轨模型及试验 |
4.1 双频非差定轨 |
4.1.1 IF组合策略 |
4.1.2 非组合策略 |
4.1.3 算例与分析 |
4.2 非组合定轨的高效算法 |
4.2.1 算法介绍 |
4.2.2 算例与分析 |
4.3 GPS/BDS-3 非组合精密定轨试验 |
4.3.1 试验方案设计 |
4.3.2 结果分析 |
4.4 三频非组合定轨 |
4.4.1 观测模型 |
4.4.2 模糊度固定 |
4.4.3 算例与分析 |
4.5 三频IF组合定轨 |
4.5.1 观测模型 |
4.5.2 模糊度固定 |
4.5.3 算例与分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 多频非组合精密定轨模型精化 |
5.1 第三频点偏差项估计策略 |
5.1.1 测站历元/非历元参数策略比较 |
5.1.2 站星合并/分离策略比较 |
5.2 非组合模型固定宽巷双差模糊度 |
5.2.1 方法 |
5.2.2 等价性证明 |
5.2.3 算例与分析 |
5.3 三频模糊度更新策略的优化 |
5.3.1 问题提出 |
5.3.2 模糊度更新策略 |
5.3.3 算例与分析 |
5.4 双频非组合天线相位中心偏差标定 |
5.4.1 方法 |
5.4.2 算例与分析 |
5.5 双频非组合PCO估计优化策略 |
5.5.1 方法 |
5.5.2 算例与分析 |
5.6 第三频点天线相位中心偏差标定 |
5.6.1 估计模型 |
5.6.2 算例与分析 |
5.7 本章小结 |
第六章 LEO增强GNSS精密定轨 |
6.1 LEO/GNSS联合定轨的数学模型 |
6.2 区域监测网三颗LEO联合定轨试验 |
6.2.1 数据源及解算策略 |
6.2.2 方案设计及结果分析 |
6.3 小型LEO星座辅助GNSS精密定轨仿真 |
6.3.1 星座仿真 |
6.3.2 结果与分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 主要研究成果 |
7.2 本文主要创新点 |
7.3 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简历 |
(7)GPS载波相位/INS紧组合导航算法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 论文的组织结构 |
2 INS基础理论与导航算法 |
2.1 常用坐标系及其转换 |
2.2 INS机械编排 |
2.3 INS误差方程 |
2.4 INS初始化和对准算法 |
2.5 本章小结 |
3 GPS周跳探测与模糊度求解 |
3.1 GPS基础理论 |
3.2 周跳探测与修复新方法 |
3.3 单频与宽巷组合解算模糊度方法 |
3.4 实验分析 |
3.5 本章小结 |
4 基于载波相位的GPS/INS紧组合导航 |
4.1 GPS/INS紧组合导航系统的滤波算法 |
4.2 基于载波相位的GPS/INS紧组合导航模型 |
4.3 实验分析 |
4.4 本章小结 |
5 GPS/INS紧组合软件程序设计及性能分析 |
5.1 GPS/INS紧组合软件程序设计 |
5.2 实验描述 |
5.3 GPS动态定位性能分析 |
5.4 GPS/INS紧组合性能分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(8)基于GNSS单天线技术的农田土壤湿度反演方法研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 现有土壤湿度探测技术分析 |
1.2.1 土壤湿度的表示方法分析 |
1.2.2 现有土壤湿度测量方法分析 |
1.3 基于GNSS-R土壤湿度探测的国内外研究现状分析 |
1.4 论文研究内容 |
1.5 论文结构框架 |
2 地基GNSS土壤湿度遥感方法分析 |
2.1 GNSS系统分析 |
2.1.1 GPS系统 |
2.1.2 北斗系统 |
2.1.3 GLONASS系统 |
2.1.4 Galileo系统 |
2.2 GNSS反射信号分析 |
2.2.1 GNSS反射信号特性分析 |
2.2.2 GNSS反射信号极化分析 |
2.2.3 GNSS反射信号几何关系分析 |
2.2.4 GNSS反射信号数学模型分析 |
2.3 基于GNSS-R的土壤湿度反演方法分析 |
2.4 基于GNSS-IR的土壤湿度反演方法分析 |
本章小结 |
3 基于单星单频观测量的GNSS单天线土壤湿度反演分析 |
3.1 反演模型的理论分析 |
3.1.1 传统回归方法理论分析 |
3.1.2 GA-SVM方法理论分析 |
3.2 试验设计及数据采集 |
3.2.1 试验区概况 |
3.2.2 试验内容及数据采集 |
3.3 反演模型数据处理 |
3.3.1 传统回归方法数据处理流程 |
3.3.2 GA-SVM方法数据处理流程 |
3.4 试验结果分析 |
3.4.1 传统回归方法结果分析 |
3.4.2 GA-SVM方法结果分析 |
3.4.3 结论 |
本章小结 |
4 基于单星双频数据融合的GNSS单天线土壤湿度反演分析 |
4.1 反演模型的理论分析 |
4.1.1 双频熵值融合法理论分析 |
4.1.2 双频载波相位融合法理论分析 |
4.2 试验设计及数据采集 |
4.2.1 试验区概况 |
4.2.2 试验内容及数据采集 |
4.3 反演模型数据处理 |
4.3.1 双频熵值融合法数据处理流程 |
4.3.2 双频载波相位融合法数据处理流程 |
4.4 试验结果分析 |
4.4.1 双频熵值融合法结果分析 |
4.4.2 双频载波相位融合法结果分析 |
4.4.3 结论 |
本章小结 |
5 基于多星多频数据融合的GNSS单天线土壤湿度反演分析 |
5.1 基于最小方差的自适应加权融合反演模型的分析 |
5.2 试验验证及数据处理 |
5.2.1 试验信息 |
5.2.2 数据处理 |
5.3 试验结果及结论 |
5.3.1 试验结果 |
5.3.2 结论 |
本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 不同反演模型对比 |
6.2 论文总结 |
6.3 论文主要创新点 |
6.4 下一步的研究 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的学术成果 |
(9)全球导航卫星信号极化相移监测降雨强度技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 降雨强度监测技术 |
1.2.2 GNSS大气海洋遥感技术 |
1.2.3 GNSS信号估测降雨强度新技术 |
1.3 论文研究内容与章节安排 |
参考文献 |
第二章 GNSS系统及降雨粒子相关理论 |
2.1 GNSS系统相关介绍 |
2.1.1 GNSS概述 |
2.1.2 GNSS信号特征 |
2.2 降雨粒子特征 |
2.2.1 雨滴的实际形状 |
2.2.2 雨滴谱分布 |
2.2.3 雨滴倾角分布 |
2.3 粒子散射算法 |
2.3.1 复折射率计算方法 |
2.3.2 非球形粒子散射算法 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 正演模型及反演算法研究 |
3.1 正演模型的建立 |
3.2 数值模拟及可行性分析 |
3.2.1 数值模拟的参数选取 |
3.2.2 极化相移随降雨强度变化分析 |
3.3 正演模型的影响因素分析 |
3.3.1 雨滴形状影响 |
3.3.2 雨滴倾角影响 |
3.3.3 雨区路径长度影响 |
3.3.4 温度影响 |
3.3.5 频率影响 |
3.3.6 卫星仰角影响 |
3.4 信号路径大气极化相移评估 |
3.4.1 电离层极化相移评估 |
3.4.2 云中冰晶极化相移评估 |
3.4.3 融化层极化相移评估 |
3.5 基于仿真数据的反演算法构建及验证 |
3.5.1 反演算法构建 |
3.5.2 反演算法验证 |
3.6 GNSS信号强降雨异源被动监测软件示范系统 |
3.6.1 概述 |
3.6.2 运行环境要求 |
3.6.3 操作说明及功能介绍 |
3.7 本章小结 |
参考文献 |
第四章 外场实验开展及数据处理方法研究 |
4.1 GNSS双极化降雨探测系统构建 |
4.1.1 实验条件及实验关键指标研究 |
4.1.2 GNSS双极化降雨探测系统设计 |
4.2 外场实验实施 |
4.2.1 天线架设指向分析 |
4.2.2 架设GNSS降雨探测系统 |
4.3 实验数据处理方法研究 |
4.3.1 数据处理总体方案 |
4.3.2 数据处理算法研究 |
4.4 对比验证数据处理研究 |
4.4.1 雷达体扫数据处理 |
4.4.2 数据时空匹配处理 |
4.4.3 路径平均降雨强度计算 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 实验数据预处理中周跳问题研究 |
5.1 周跳相关基本理论 |
5.1.1 周跳的定义 |
5.1.2 周跳产生的原因 |
5.2 周跳检测与修复算法研究 |
5.2.1 高次差法 |
5.2.2 多项式拟合法 |
5.2.3 多普勒观测值法 |
5.2.4 双频相位求差法 |
5.2.5 电离层残差法 |
5.2.6 伪距相位组合法 |
5.2.7 卡尔曼滤波法 |
5.2.8 小波变换法 |
5.3 周跳检测与修复算法个例仿真分析 |
5.3.1 双频相位求差法个例分析 |
5.3.2 电离层残差法个例分析 |
5.3.3 多普勒观测值法个例分析 |
5.3.4 伪距相位组合法个例分析 |
5.3.5 改进的高次差法个例分析 |
5.4 算法对比选择与实测数据处理 |
5.4.1 GPS27 号卫星原始数据分析 |
5.4.2 GPS22 号卫星原始数据分析 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
第六章 实验结果分析 |
6.1 总体概况 |
6.2 2015 年实验数据分析 |
6.2.1 基本情况 |
6.2.2 GPS27 号卫星的情况 |
6.2.3 GPS22 号卫星的情况 |
6.3 多源资料对比分析 |
6.3.1 GPS27 号卫星结果对比 |
6.3.2 GPS22 号卫星的情况 |
6.4 2016 年实验数据分析 |
6.4.1 数据基本情况 |
6.4.2 个例分析 |
6.4.3 统计分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 区域雨团信息反演算法研究 |
7.1 CT技术的基本原理 |
7.1.1 医学CT技术基本原理 |
7.1.2 GNSS电离层层析技术 |
7.1.3 地基GNSS水汽层析技术 |
7.1.4 GNSS雨团结构层析 |
7.2 雨团结构反演的数学模型及方案 |
7.2.1 层析数学物理模型建立 |
7.2.2 反演实现方案 |
7.2.3 层析反演算法 |
7.3 数值模拟与分析 |
7.3.1 掩星事件模拟与射线追踪 |
7.3.2 超定条件下雨团垂直结构反演与分析 |
7.3.3 欠定条件下雨团垂直结构反演与分析 |
7.4 本章小结 |
参考文献 |
第八章 总结与展望 |
8.1 主要工作与结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 存在不足与展望 |
致谢 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(10)卫星导航高精度定位定向关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 卫星导航发展概述 |
1.1.2 高精度定位定向系统概述 |
1.1.3 论文选题意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高精度定位定向技术 |
1.2.2 GNSS误差控制技术 |
1.2.3 整周模糊度固定技术 |
1.2.4 基线长度信息约束技术 |
1.3 本文创新点和章节安排 |
1.3.1 本文主要创新点 |
1.3.2 本文章节安排 |
第2章 GNSS误差控制技术研究 |
2.1 引言 |
2.2 GNSS观测量建模 |
2.2.1 伪距 |
2.2.2 载波相位 |
2.2.3 载波相位差分模型 |
2.3 GNSS观测量误差模型 |
2.3.1 与卫星有关的误差源 |
2.3.2 与信号传播有关的误差源 |
2.3.3 与接收机有关的误差源 |
2.4 参数估计算法 |
2.4.1 最小二乘法 |
2.4.2 扩展Kalman滤波法 |
2.4.3 算例分析 |
2.5 GNSS系统间钟差辅助定位算法 |
2.5.1 多系统兼容定位模型 |
2.5.2 基于多系统模型的参数估计算法 |
2.5.3 实验与分析 |
2.6 基于双差几何无关模型的载波相位质量控制算法 |
2.6.1 双频载波相位误差探测算法 |
2.6.2 理论性能分析 |
2.6.3 实验与分析 |
2.7 本章小结 |
第3章 整周模糊度固定技术研究 |
3.1 引言 |
3.2 整周模糊度固定算法分析 |
3.2.1 载波相位线性组合 |
3.2.2 整数最小二乘法 |
3.2.3 整数引导法 |
3.2.4 算例分析 |
3.3 宽窄巷双频LAMBDA算法 |
3.3.0 宽巷联合解算浮点解模型 |
3.3.1 宽巷约束的整周模糊度搜索 |
3.3.2 窄巷整周模糊度校验 |
3.3.3 实验分析 |
3.4 基于宽巷取整的自纠错整周模糊度固定算法 |
3.4.1 宽巷整周模糊度自纠错算法原理 |
3.4.2 算法理论误差分析 |
3.4.3 实验分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基线长度信息约束技术研究 |
4.1 引言 |
4.2 基线长度约束分析 |
4.2.1 定向与基线约束 |
4.2.2 半波长基线约束 |
4.3 双频长短基线整周模糊度固定算法 |
4.3.1 长短基线整周模糊度固定算法 |
4.3.2 双频长短基线整周模糊度固定算法 |
4.3.3 算法误差分析 |
4.3.4 实验分析 |
4.4 基于历史基线长度的动态基线向量求解算法 |
4.4.1 历史基线长度融合解算模型 |
4.4.2 模型误差分析 |
4.4.3 仿真分析 |
4.4.4 实验分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结与结论 |
5.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
作者简介 |
四、GPS民用双频的载波相位测量定位(论文参考文献)
- [1]基于安卓移动终端的GNSS原始观测值分析及定位性能研究[D]. 刘绍龙. 江西理工大学, 2021(01)
- [2]电力传输塔架基座位移监测技术研究[D]. 张杰. 西华大学, 2021(02)
- [3]基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究[D]. 赵坤娟. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2020
- [4]北斗系统全球电离层建模理论与方法研究[D]. 朱永兴. 战略支援部队信息工程大学, 2020(01)
- [5]基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法研究[D]. 丁硕. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2020(01)
- [6]多频GNSS精密定轨及低轨卫星增强研究[D]. 曾添. 战略支援部队信息工程大学, 2020(01)
- [7]GPS载波相位/INS紧组合导航算法研究[D]. 马春. 中国矿业大学, 2020(01)
- [8]基于GNSS单天线技术的农田土壤湿度反演方法研究[D]. 孙波. 山东农业大学, 2020(08)
- [9]全球导航卫星信号极化相移监测降雨强度技术研究[D]. 安豪. 国防科技大学, 2017(02)
- [10]卫星导航高精度定位定向关键技术研究[D]. 刘硕. 北京理工大学, 2017(06)