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地表负载及GPS测站分布对参考框架转换的影响分析

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地球物理学报 2016年第2期59卷 484-493页

作者：魏娜施闯刘经南武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

GPS数据处理通常采用Helmert七参数转换将瞬时站坐标转换到指定的框架下,但瞬时站坐标中尚未模型化的季节性地表负载会影响平移参数(地心运动)和尺度参数的估值,进而影响测站坐标;不均匀的测站分布会加剧这一影响.本文利用GRACE重力场... 详细信息

GPS数据处理通常采用Helmert七参数转换将瞬时站坐标转换到指定的框架下,但瞬时站坐标中尚未模型化的季节性地表负载会影响平移参数(地心运动)和尺度参数的估值,进而影响测站坐标;不均匀的测站分布会加剧这一影响.本文利用GRACE重力场系数仿真GPS地表负载的实验表明,基于网平移法采用实际的IGS站至少能够恢复90%的地心运动信号.地表负载及GPS实际测站的不均匀分布可以解释大约30%的GPS尺度的周年变化.相对于IGb08的所有框架站,目前采用91个全球均匀分布的核心站作为框架转换的基准是合理的.采用IGb08的所有框架站进行转换会导致U方向误差增加,特别是对框架站密集的欧洲区域(误差均值约为1mm).因此框架转换时,应尽量选取均匀分布的测站,同时不估计尺度参数.

关键词：地心运动尺度因子负载效应网效应

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整体最小二乘估计的研究进展

武汉大学学报（信息科学版） 2013年第5期38卷 505-512页

作者：刘经南曾文宪徐培亮武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉市珞喻路129号430079 武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079 京都大学防灾研究所

整体最小二乘估计方法作为经典最小二乘估计方法的扩展,近20年来被广泛地应用于信号处理、计算机视觉、图像处理、通信工程以及大地测量与摄影测量等测绘相关领域,成为各专业领域进行数据处理的基本方法。概述了整体最小二乘估计的发展... 详细信息

整体最小二乘估计方法作为经典最小二乘估计方法的扩展,近20年来被广泛地应用于信号处理、计算机视觉、图像处理、通信工程以及大地测量与摄影测量等测绘相关领域,成为各专业领域进行数据处理的基本方法。概述了整体最小二乘估计的发展历史,从整体最小二乘估计的算法、统计特性和可靠性研究三方面综述了整体最小二乘估计方法的研究进展情况,侧重强调各种算法的本质特征,并对整体最小二乘估计的研究方向进行了展望。

关键词：整体最小二乘平差 EIV模型参数估计统计分析可靠性

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深圳市连续运行参考站稳定性分析

测绘科学 2018年第6期43卷 78-82,87页

作者：武曙光聂桂根邱蕾汪善华武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079 深圳市地籍测绘大队广东深圳518034

针对深圳市连续运行参考站的稳定性分析相对较少的现状,基于深圳市2015年CORS数据,该文利用GAMIT软件计算并分析了参考站间基线以及与IGS站间基线的稳定性。结果表明,除因南山站点位异常引起了部分基线出现偏差外,大部分基线表现稳定且... 详细信息

针对深圳市连续运行参考站的稳定性分析相对较少的现状,基于深圳市2015年CORS数据,该文利用GAMIT软件计算并分析了参考站间基线以及与IGS站间基线的稳定性。结果表明,除因南山站点位异常引起了部分基线出现偏差外,大部分基线表现稳定且水平方向稳定性高于垂直方向。该文通过基线的稳定性分析方法,能够较为直观地检查出点位出现异常的参考站,这对于CORS站服务性能评估具有一定的参考意义。利用GLOBK软件平差得出了参考站坐标时间序列,并与PANDA的精密单点定位结果进行了对比分析;使用了SPSS软件的相关性分析法计算IGS站与参考站坐标变化的相关系数,得出SZCORS各参考站向东南方向偏移的趋势与板块漂移具有明显的相关关系这一结论。

关键词： SZCORS GAMIT/GLOBK 基线稳定性 PANDA软件相关性

FPLL载波跟踪环仿真及高动态GPS信号测试

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武汉大学学报（信息科学版） 2014年第11期39卷 1329-1333页

作者：刘晓莉陈东东贺喜刘经南武汉大学电气工程学院 65027部队武汉大学卫星导航定位技术研究中心

针对高动态环境下普通GPS接收机跟踪环路容易失锁的问题,考虑到锁频环动态性能好、锁相环跟踪精度高的特点,实现了二阶锁频环辅助三阶锁相环的载波跟踪环(FPLL)。根据FPLL结构原理和误差分析理论,提出了一种FPLL环路的码相位和载波相位... 详细信息

针对高动态环境下普通GPS接收机跟踪环路容易失锁的问题,考虑到锁频环动态性能好、锁相环跟踪精度高的特点,实现了二阶锁频环辅助三阶锁相环的载波跟踪环(FPLL)。根据FPLL结构原理和误差分析理论,提出了一种FPLL环路的码相位和载波相位精度分析方法。借助GPS软件接收机平台,在Matlab环境下仿真实现了FPLL载波跟踪环,并利用Spirent GSS7700仿真器采集高动态GPS模拟信号对FPLL环路进行了测试。测试结果和精度分析表明,在导航信号的载噪比为40dB-Hz,加速度为26g,加加速度为9g/s的条件下,该高动态跟踪环路能够达到码相位1.31m(1σ),载波相位为4.24×10-3 m/s(1σ)的跟踪精度。

关键词：锁频环(FLL) 锁相环(PLL) 锁频辅助锁相环(FPLL) 高动态信号测量精度

利用高频GPS确定大地震震中和震级研究:2008年汶川8.0级地震应用结果

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中国科学：地球科学 2014年第7期44卷 90-97页

作者：方荣新施闯王广兴刘经南武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

震中和震级的快速确定是进行地震预警、震后快速救援及海啸预报等应用的基础.目前,利用高频GPS数据可获得高精度、高分辨率的地表位移时间序列和地震时期完整的地震波信号,基于此,本文提出了利用高频GPS数据记录的地震波形确定大地震(M... 详细信息

震中和震级的快速确定是进行地震预警、震后快速救援及海啸预报等应用的基础.目前,利用高频GPS数据可获得高精度、高分辨率的地表位移时间序列和地震时期完整的地震波信号,基于此,本文提出了利用高频GPS数据记录的地震波形确定大地震(M>7)震中和震级.基于1 Hz高频GPS数据反演了2008年汶川M8.0级地震的震中和震级.将反演结果与中国地震局公布的数据进行比较,震中相差约12 km,震级相差约0.1个震级单位.初步验证了高频GPS能成为一种观测手段独立或者辅助地震仪实现大地震震中定位和震级确定.

关键词：高频GPS 汶川地震震中震级

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利用非差观测量估计北斗卫星实时精密钟差

武汉大学学报（信息科学版） 2016年第5期41卷 686-691页

作者：赵齐乐戴志强王广兴李晓涛刘经南武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 武汉大学测绘学院湖北武汉430079

研究并实现了基于非差观测量的北斗卫星实时钟差估计算法，利用全球53个多模全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）实验跟踪网（multi—GNSS experiment，MGEX）站的北斗与全球定位系统（global positioning sy... 详细信息

研究并实现了基于非差观测量的北斗卫星实时钟差估计算法，利用全球53个多模全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）实验跟踪网（multi—GNSS experiment，MGEX）站的北斗与全球定位系统（global positioning system，GPS）观测数据进行实时钟差估计，分析了实时钟差产品的精度与定位性能。多天统计结果表明，本文生成的GPS实时钟差与事后钟差符合较好，精度优于0．07ns，略低于事后钟差产品，验证了基于非差观测量的实时钟差估计软件的处理精度。本文解算的北斗实时钟差的精度为0．1～0．15ns，略低于GPS卫星。基于实时钟差进行模拟动态精密单点定位（precise point positioning，PPP）实验，北斗与GPS在水平方向的定位精度为0．041m和0．058m，高程方向的精度为0．069m和0．037m，定位结果分别与事后钟差解算的结果符合较好，表明实时钟差与事后钟差差异不大。

关键词：全球卫星导航系统北斗非差实时精密钟差平方根信息滤波

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附有不等式约束的加权整体最小二乘算法

测绘学报 2014年第10期43卷 1013-1018页

作者：曾文宪方兴刘经南姚宜斌武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

针对现有附有不等式约束的整体最小二乘算法的缺陷,以partial EIV(errors-in-variables)模型为基础,在整体最小二乘准则下,通过将附有不等式约束的EIV模型的求解转换为标准的附有不等式约束的最优化问题,并采用惩罚函数法等方法得到了... 详细信息

针对现有附有不等式约束的整体最小二乘算法的缺陷,以partial EIV(errors-in-variables)模型为基础,在整体最小二乘准则下,通过将附有不等式约束的EIV模型的求解转换为标准的附有不等式约束的最优化问题,并采用惩罚函数法等方法得到了附有不等式约束的加权整体最小二乘新算法。新算法将现有算法的特殊权阵限制条件扩展到了一般性权矩阵,将要求系数矩阵元素全部随机的限定条件扩展到了可同时包含随机和非随机元素的一般情况,并且新算法解决了现有算法计算量受制于约束方程数量的缺陷。实例计算表明,本文提出的算法简单、有效,具有普遍适用性。

关键词：整体最小二乘估计 EIV模型不等式约束非线性算法

基于非线性高斯-赫尔默特模型的混合整体最小二乘估计

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测绘学报 2016年第3期45卷 291-296页

作者：方兴曾文宪刘经南姚宜斌王勇武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 郑州测绘学校河南郑州450015

针对EIV模型的系数矩阵同时包含固定量和随机量的情况,通过将系数矩阵中的随机量提取出来纳入平差的随机模型,从而将EIV模型表示为非线性高斯-赫尔默特(Gauss-Herlmert,GH)模型形式,推导了混合LS-TLS(least squares-total least squares... 详细信息

针对EIV模型的系数矩阵同时包含固定量和随机量的情况,通过将系数矩阵中的随机量提取出来纳入平差的随机模型,从而将EIV模型表示为非线性高斯-赫尔默特(Gauss-Herlmert,GH)模型形式,推导了混合LS-TLS(least squares-total least squares,LS-TLS)算法及其精度估计公式。算法适用于系数矩阵包含固定列、固定元素和随机元素的一般情况。模拟实例结果表明,混合LS-TLS算法与已有能够解决系数矩阵同时含固定量和随机量的结构性或加权TLS算法的估计结果一致;混合LS-TLS的估计结果统计上要优于LS或TLS估计结果。

关键词：混合整体最小二乘估计精度估计 EIV模型非线性高斯-赫尔默特模型

通用EIV平差模型及其加权整体最小二乘估计

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测绘学报 2016年第8期45卷 890-894,903页

作者：曾文宪方兴刘经南姚宜斌武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

以平差基本理论为基础,提出了EIV(errors-in-variables)平差模型的通用形式,涵盖了间接平差、条件平差、附有参数的条件平差及附有限制条件的间接平差等基本EIV模型形式。基于整体最小二乘估计准则,研究了通用EIV模型的加权整体最小二... 详细信息

以平差基本理论为基础,提出了EIV(errors-in-variables)平差模型的通用形式,涵盖了间接平差、条件平差、附有参数的条件平差及附有限制条件的间接平差等基本EIV模型形式。基于整体最小二乘估计准则,研究了通用EIV模型的加权整体最小二乘算法,并推导了估计结果的近似精度公式。通用EIV模型及其整体最小二乘算法是对EIV模型估计理论的进一步完善,统一的整体最小二乘算法有利于软件的编程实现,有助于推动EIV模型估计理论的应用。

关键词：通用EIV平差模型加权整体最小二乘算法估计精度非线性最优化算法