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VRS改正数算法研究及精度分析

VRS改正数算法研究及精度分析

作者：谢建涛解放军信息工程大学

学位级别：硕士

本文针对VRS定位过程中各种误差改正数算法及精度展开研究，介绍了几种常规的空间内插模型，总结了多路径误差、接收机观测噪声、天线载波相位中心偏差三种非空间相关误差产生的原因及削弱方法。对轨道误差、电离层延迟误差、对流层延... 详细信息

本文针对VRS定位过程中各种误差改正数算法及精度展开研究，介绍了几种常规的空间内插模型，总结了多路径误差、接收机观测噪声、天线载波相位中心偏差三种非空间相关误差产生的原因及削弱方法。对轨道误差、电离层延迟误差、对流层延迟误差三种空间相关误差的改正数算法进行了研究。重点对电离层延迟误差和对流层延迟误差两种改正模型的可行性进行了实验分析。论文的主要研究内容及创新点可总结如下： 1、详细阐述了近十年来主要的四种空间相关误差内插模型：线性组合模型(LCM)、距离相关模型(DIM)、低阶表面拟合模型(LSM)和线性内插模型(LIM)，并对其内插效果以及应用特点进行了总结。 2、对CORS(Continuous Operational Reference System)网络数据观测和处理过程中存在的多路径误差、接收机观测噪声、天线载波相位中心偏差三种非空间相关误差产生的原因及其削弱、消除的方法进行了介绍。 3、总结分析了常规内插方法在卫星轨道误差修正过程中存在的不足，介绍了ARS/VRS改正数计算模型，并对其进行了理论分析。 4、研究了VRS定位中电离层延迟改正数算法，针对电离层延迟双差残差与基线长度以及卫星高度角之间存在的变化关系进行了研究，并将几种常规空间内插模型应用于电离层延迟改正数计算中，结合实验对各模型的稳定性和修正精度进行了比对分析，结果表明LIM模型效果较优。 5、针对中小尺度电离层行扰(MSTIDs)对CORS定位产生的影响进行了研究，提出一种附加了时域信息的电离层延迟误差预报模型，并通过实验数据对其进行了验证分析。实验结果表明：在MSTIDs活跃时段，预报模型与常规模型相比，其电离层延迟最大改正量可从0.2m提高到0.05m，大大降低了MSTIDs的影响。研究了模型预报周期的长短对模型精度的影响，结果表明：对于60km以上距离的中长尺度CORS网络，采用90s预报周期的电离层延迟预报模型可以将改正数计算精度由0.05.07m提高到大约0.02m。 6、针对对流层双差残差与基线长度、测站高差以及卫星高度角之间存在的变化关系进行了算例分析，结合实测数据将几种常规空间内插模型应用于对流层改正数计算中，并对各内插模型的实验结果进行了比对分析。 7、在对流层延迟改正数计算过程中，针对测站间高程差异对常规内插模型造成的高程方向偏差进行了研究和实验分析，提出一种基于常规空间内插模型的对流层延迟高程方向偏差修正模型，并结合实验数据对其可行性进行了研究。实验结果表明，对于高度角大于25°的目标卫星，在流动站与参考站高程差异接近于800m时，其内插精度能够保持在7cm以内，较之常规的LIM模型精度提高了大约1cm，能够准确的计算出流动站处对流层延迟双差值，在应用上是可行的。

关键词：网络RTK 误差改正数空间内插模型对流层延迟电离层延迟高程方向偏差预报模型

一种基于多频模糊度快速解算方法的BDS/GPS中长基线RTK定位模型

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武汉大学学报（信息科学版） 2017年第9期42卷 1216-1222页

作者：谢建涛郝金明刘伟平于合理田英国信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州450050

随着全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)进入多系统时代,空中导航卫星的可见卫星数不断增加,中国北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)已开始面向用户提供三频导航信号,这都有利于改善单... 详细信息

随着全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)进入多系统时代,空中导航卫星的可见卫星数不断增加,中国北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)已开始面向用户提供三频导航信号,这都有利于改善单历元实时动态定位(real-time kinematic,RTK)的精度和可靠性。中长基线单历元RTK通常采用电离层无关组合算法,但是该方法将观测噪声进行了放大,模糊度固定成功率随着基线长度的增加而明显降低。提出一种BDS/GPS(global positioning system)中长基线单历元多频RTK定位算法,先以较高成功率快速固定BDS的两个超宽巷模糊度,继而通过简单变换得到BDS宽巷模糊度,然后将其辅助提高GPS宽巷模糊度固定成功率,最后采用将电离层延迟误差参数化的策略以提高BDS/GPS窄巷模糊度固定成功率。结合实测数据进行验证分析,结果表明本文算法是可行的。

关键词： BDS/GPS 三频模糊度算法多频RTK 模糊度解算

一种改进的网络RTK对流层延迟误差线性内插模型

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大地测量与地球动力学 2013年第6期33卷 90-93页

作者：谢建涛郝金明邱璇信息工程大学导航与空天目标工程学院中国人民解放军72946部队

在网络RTK高精度定位中，流动站高程与参考站网络平均高程相差较大会造成双差大气延迟误差的内插误差较大，从而影响其正常的定位精度。在比较分析常规的线性内插模型（LIM）的基础上，提出了一种改进的线性内插模型，并利用美国CORS网... 详细信息

在网络RTK高精度定位中，流动站高程与参考站网络平均高程相差较大会造成双差大气延迟误差的内插误差较大，从而影响其正常的定位精度。在比较分析常规的线性内插模型（LIM）的基础上，提出了一种改进的线性内插模型，并利用美国CORS网络的四个参考站数据进行了实验分析。结果表明，改进模型较常规LIM模型其内插精度提高了大约1—2cm。

关键词：网络RTK 定位对流层延迟误差内插模型线性内插模型

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ICN内容路由研究与实现

ICN内容路由研究与实现

作者：谢建涛北京邮电大学

学位级别：硕士

随着互联网的飞速发展,互联网的使用方式也由原先的计算与通信逐渐转变为对内容的共享。当今基于TCP/IP的现有互联网的体系结构也暴露出与网络需求不匹配的现象,如内容分发效率不高,对移动设备支持不好等问题。信息中心网络(ICN)有支持M... 详细信息

随着互联网的飞速发展,互联网的使用方式也由原先的计算与通信逐渐转变为对内容的共享。当今基于TCP/IP的现有互联网的体系结构也暴露出与网络需求不匹配的现象,如内容分发效率不高,对移动设备支持不好等问题。信息中心网络(ICN)有支持Multi-homing,安全性高,移动性支持好等特点,现在已经成为互联网体系结构研究的热点。ICN通过名字来标识内容,使之成为以内容为中心的网络,使获取内容更加高效,灵活。国内外主要的ICN项目有DONA、CCN、PSIRP、 NetInf等。这些ICN系统与当今互联网兼容性差,在现实网络中部署面临诸多难题,难以短期内发挥效果。设计一个与当今互联网兼容的ICN系统首先要考虑的方面在于路由。本文首先提出分层的方案,可以使路由策略更加灵活。然后在区域(Region)内外分别实现了基于时延的路由方案和基于跳数的路由方案。接着提出通过路由聚合的减轻内容路由器路由表的方法以及通过路由实现缓存的负载均衡方法。最后在测试部分通过对区域内路由方案,区域间路由方案和区域内外互通方案三个场景的模拟表明我们设计的ICN路由能够兼容TCP/IP网络,按照分层的策略灵活路由。

关键词：信息中心网络路由缓存体系结构

一种改进的基于BDS三频非差观测的周跳实时探测与修复模型

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测绘工程 2016年第12期25卷 25-31页

作者：高杰谢建涛信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 西安测绘总站陕西西安710054 信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州450001

BDS三频观测条件下可以组合得到具有优良特性的虚拟载波观测量,有利于改善非差观测数据的周跳实时探测与修复。文中提出一种基于BDS三频非差数据的周跳实时探测与修复模型:首先,采用消电离层无几何HMW组合观测量探测和修复EWL周跳;然后... 详细信息

BDS三频观测条件下可以组合得到具有优良特性的虚拟载波观测量,有利于改善非差观测数据的周跳实时探测与修复。文中提出一种基于BDS三频非差数据的周跳实时探测与修复模型:首先,采用消电离层无几何HMW组合观测量探测和修复EWL周跳;然后,将经过修复的EWL观测量与WL组合消除几何相关项,忽略电离层延迟残差进而确定WL周跳;最后采用经过修复的WL观测量与NL组合形成无几何观测量,并通过优化载波相位组合确定电离层延迟的变化量以探测和计算NL周跳,并通过简单变换得到原始载波观测量的周跳值。通过实测BDS三频数据对模型可行性进行验证分析,结果表明,即使在30s的采样率以及电离层活动活跃条件下,该模型都可有效实时探测和修复各类周跳。

关键词： BDS 三频周跳电离层延迟优化载波相位组合

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一种卫星钟差异常实时监测算法

武汉大学学报（信息科学版） 2016年第1期41卷 106-110页

作者：于合理郝金明刘伟平谢建涛张辉信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州450052

卫星钟差在精密定位中占有重要地位,应当对卫星钟差异常进行实时监测。本文在建立卫星钟差模型的基础上,提出了一种基于递推遗忘因子最小二乘算法(RFFLS)的卫星钟差异常实时监测算法,并利用IGS事后精密钟差产品,对比分析了RFFLS算法与... 详细信息

卫星钟差在精密定位中占有重要地位,应当对卫星钟差异常进行实时监测。本文在建立卫星钟差模型的基础上,提出了一种基于递推遗忘因子最小二乘算法(RFFLS)的卫星钟差异常实时监测算法,并利用IGS事后精密钟差产品,对比分析了RFFLS算法与最小二乘算法(LS)、遗忘因子最小二乘算法(FFLS)的卫星钟差预报精度、预报耗时和对卫星钟差异常的监测性能。实验结果表明,RFFLS算法计算时间仅为LS算法和FFLS算法的十分之一,且RFFLS算法钟差异常监测能力最优。该方法简便易行,应用灵活,在实时应用中具有明显优势。

关键词：卫星钟差异常实时监测钟差模型递推遗忘因子最小二乘

利用北斗三频非差数据进行周跳实时探测与修复

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武汉大学学报（信息科学版） 2016年第12期41卷 1638-1642页

作者：谢建涛隋春玲郝金明高姗崔志伟信息工程大学导航与空天目标工程学院 61175部队中国国土资源航空物探遥感中心 61206部队

结合我国北斗导航卫星系统的特点,通过对三频数据进行线性最优组合来有效探测和修复各类周跳。应用了5种线性几何无关组合并基于三步法进行周跳探测。对于探测到的不同周跳,通过特定的三频载波相位线性组合进行有效的分辨和修复,最后基... 详细信息

结合我国北斗导航卫星系统的特点,通过对三频数据进行线性最优组合来有效探测和修复各类周跳。应用了5种线性几何无关组合并基于三步法进行周跳探测。对于探测到的不同周跳,通过特定的三频载波相位线性组合进行有效的分辨和修复,最后基于北斗三频实测数据,针对不同电离层延迟变化水平,分别就1s、15s、30s不同采样间隔下的周跳探测和修复能力进行了验证,取得了较优的结果。

关键词：三频北斗导航卫星系统周跳最优线性组合

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中长基线的BDS三频线性组合观测量优化

武汉大学学报（信息科学版） 2017年第12期42卷 1779-1784页

作者：谢建涛郝金明刘伟平田英国于合理信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州450052

基于几何无关(geometry-free,GF)和电离层无关(ionosphere-free,IF)的三频原始载波线性组合观测量,由于消除了一阶电离层延迟项以及同卫星与测站间几何距离相关误差项的影响,可有效应用于中长基线模糊度解算。对适用于北斗卫星导航系统(... 详细信息

基于几何无关(geometry-free,GF)和电离层无关(ionosphere-free,IF)的三频原始载波线性组合观测量,由于消除了一阶电离层延迟项以及同卫星与测站间几何距离相关误差项的影响,可有效应用于中长基线模糊度解算。对适用于北斗卫星导航系统(BDS)中长基线模糊度解算的GF和IF线性组合观测量进行了研究和优化,通过对载波观测量与伪距观测量组合,得到噪声最小且基于GF和IF的宽巷组合观测量,然后将模糊度得到固定的两个载波组合观测量与原始载波观测量进行最优线性组合,得到具有最低噪声的基于GF和IF的窄巷组合观测量。该方法充分利用了所有载波及伪距观测量信息,并根据其噪声水平进行了加权优化,公式推导具有普遍性和代表性。通过三频实测基线数据进行了论证分析。结果表明,经过一段时间的平滑之后,宽巷和窄巷模糊度浮点解的偏差能收敛到0.5周以内,从而实现模糊度的快速准确固定。

关键词： BDS TCAR RTK 模糊度解算几何无关组合电离层无关组合

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基于广播星历的单站载波相位授时算法

测绘科学技术学报 2016年第6期33卷 557-560页

作者：于合理郝金明罗璠谢建涛信息工程大学北斗导航应用技术河南省协同创新中心 63752部队

针对传统单站授时算法的局限性，提出了一种基于广播星历的单站载波相位授时算法。该算法在标准单点定位授时算法仅采用伪距观测量的基础上，增加了载波相位观测量，授时精度得到了显著改善；该算法与精密单点定位授时算法相比，不需要... 详细信息

针对传统单站授时算法的局限性，提出了一种基于广播星历的单站载波相位授时算法。该算法在标准单点定位授时算法仅采用伪距观测量的基础上，增加了载波相位观测量，授时精度得到了显著改善；该算法与精密单点定位授时算法相比，不需要精密轨道和钟差，摆脱了IGS等外部事后精密星历产品的依赖，能够广泛应用于实时授时。并利用IGS站观测数据进行实验分析，结果表明，单站载波相位授时精度明显优于标准单点定位授时算法，授时精度可达1～2ns。

关键词：广播星历载波相位实时单站授时精密钟差