空间大地测量数据融合理论与算法研究

作     者：李敏 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐天河

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 

主      题：GPS ERP SINEX 法方程 最小约束 对流层 参考框架 速度场 

摘      要：目前空间大地测量技术主要有四种:激光测卫(SLR)、甚长基线干涉测量(VLBI)、全球定位系统(GPS)以及多普勒和射电技术综合卫星定轨(DORIS),其中GPS,SLR和DORIS是卫星技术,由于它们均可确定地面站网坐标、地球自转参数、对流层参数等,因此它们是解算、监测和维持地球参考框架必不可少的技术。本文主要研究了基于SINEX解的GPS/VLBI/SLR/DORIS数据融合理论与方法,对多模GNSS系统的数据融合进行了初步探讨,并针对对流层时间序列的综合方法进行了深入研究。论文的主要成果和贡献如下:1.基于IGS各分析中心发布的SINEX解产品,在考虑其系统误差和权因子的基础上进行测站坐标和ERP参数的综合,给出了与IGS最终产品精度相当的组合结果。针对极移参数提出了一种基于多项式拟合残差定权的快速组合方法,并与SINEX解组合结果进行了精度比较。2.针对对流层产品组合,在综合前人研究的基础上提出了一种基于对流层时间序列的高精度Kalman滤波组合方法,该方法将抗差Kalman滤波和方差分量估计相结合,可以获得事后或实时的对流层组合解,计算结果表明,其精度可达0.85mm。3.研究比较了基于原始观测值融合和法方程融合的多模GNSS PPP算法与实现,重点探讨了时空基准统一和不同导航系统权重的确定。计算结果表明:两种方法都取得了比单一系统更高的定位精度,基于法方程融合的PPP计算效率要高,在调整不同系统间的权比方面也更为灵活,因此具有更高的融合精度和可靠性。4.研究了联合GPS/VLBI/SLR/DORIS确定测站坐标和ERP的理论与方法,深入探讨了不同空间技术数据融合中的一些关键技术问题,初步实现了利用四种空间技术联合解算地球参考框架,将解算出的站坐标、速率和地球自转参数与ITRF2008对应的框架点坐标进行了比较,同时进行了内符合检验。结果表明:本文组合结果与ITRF2008结果吻合较好,可获得高精度的测站坐标、速度场以及ERP产品。本文涉及的计算量较大,并针对所提出的方法,通过了大量实测数据进行了验证、比较和分析,得出了一些有益的结论和建议,论文成果对空间大地测量数据融合和地球参考框架的维持与精化具有一定的参考和借鉴意义。