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测绘科学技术学报 2009年第6期26卷 410-413页

作者：常志巧郝金明陈刘成穆冬信息工程大学测绘学院 61081部队北京航天飞行控制中心

通过分析目前存在的逆整数乔列斯基降相关方法白化变换、基于排序和下三角乔列斯基分解的降相关方法的特点,提出了一种新的模糊度降相关方法。该方法是基于协方差矩阵对角线元素降序排列和上三角乔列斯基分解来达到模糊度降相关的目的... 详细信息

通过分析目前存在的逆整数乔列斯基降相关方法白化变换、基于排序和下三角乔列斯基分解的降相关方法的特点,提出了一种新的模糊度降相关方法。该方法是基于协方差矩阵对角线元素降序排列和上三角乔列斯基分解来达到模糊度降相关的目的。通过实测数据的降相关计算得到:新方法与白化变换相比降相关效果相当,但新方法的效率较高;新方法与基于排序和下三角乔列斯基分解的降相关方法相比降相关效果和效率都相当。

关键词：全球定位系统模糊度降相关乔列斯基分解排序模糊度求解

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动态环境下RTK的质量控制及野值点的问题研究

动态环境下RTK的质量控制及野值点的问题研究

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作者：李振宇桂林电子科技大学

学位级别：硕士

动态RTK技术目前已经被广泛应用于测绘、导航、灾害体形变监测等领域,在短基线的情况下利用载波相位通过差分的形式可以消除大部分误差,定位精度可以达到厘米甚至毫米级。但是在动态环境下往往会出现载体运动的不确定性导致模型误差、... 详细信息

动态RTK技术目前已经被广泛应用于测绘、导航、灾害体形变监测等领域,在短基线的情况下利用载波相位通过差分的形式可以消除大部分误差,定位精度可以达到厘米甚至毫米级。但是在动态环境下往往会出现载体运动的不确定性导致模型误差、噪声环境干扰导致定位偏差、障碍物遮挡导致可视星不足等问题。本文针对此类问题引入了GPS/BDS双频组合定位模型,并且进行了质量控制方面的研究,主要包括参数估计算法中运动模型的误差补偿、噪声的抗差拟合以及整周模糊度的降相关算法研究。论文的创新点如下:(1)在数学模型的误差补偿方面,首先介绍了数学模型对参数估计的影响,并针对数学模型与实际系统之间不一致引起的误差问题进行研究。主要是对两个方面进行讨论,其一是将动力学模型融合到动态参数估计算法中;其二是利用观测误差和状态误差进行多历元拟合,通过加权或者均值的方式拟合出模型误差,进而更新卡尔曼增益,并通过跑圈实验验证了该方法的有效性。(2)在噪声的抗差拟合方面,分析了实际情况下可能受到的噪声干扰以及噪声干扰带来的影响。提出使用最小二乘估计法将噪声模型参数进行拟合,同时引入抗差最优M估计算法对模型参数进行预测,最后利用修正后的观测值和状态估计值实现噪声的抗差拟合参数估计。(3)在模糊度解算方面,针对LAMBDA算法框架内的整数高斯降相关算法在高维的情况下容易出现降相关不彻底导致固定失败的情况,改进了双Cholesky下三角分解算法,通过预估计的手段在下三角分解之前进行预排序,且在分解之后对条件方差进行降序排列从而提高整体的降相关程度。将其与整数高斯降相关算法、联合降相关算法、双Cholesky下三角分解算法进行了在不同维度下的降相关实验,并利用降相关系数作为指标进行评价。实验结果表明,改进后的双Cholesky下三角分解算法降相关程度最高,其次是整数高斯算法。在高维的情况下,整数高斯算法的降相关系数为0.65左右,而改进算法的降相关系数稳定0.66左右,略微优于整数高斯算法。且随着维度的上升,改进算法的降相关效果越好。最后又将其应用于实际测试中,利用降相关后的模糊度搜索时间作为指标进行对比实验,实际结果表明改进后的算法优于整数高斯算法,且在模糊度固定率上有所提升。

关键词：动态RTK 动力学模型模型误差补偿噪声抗差拟合模糊度降相关

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利用无几何模型求解GPS三频模糊度的成功率分析

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大地测量与地球动力学 2011年第4期31卷 119-122,131页

作者：常志巧刘利郭睿刘雁雨北京环球信息应用开发中心北京100094

利用无几何模型求解GPS模糊度实数解是不以基线分量为未知数的线性模型,码观测量几乎直接用于确定模糊度,即使在较短的观测时间内,也不会出现设计矩阵复共线性,对模糊度求解具有明显优势。利用Krone-cker乘积导出了利用无几何模型求解... 详细信息

利用无几何模型求解GPS模糊度实数解是不以基线分量为未知数的线性模型,码观测量几乎直接用于确定模糊度,即使在较短的观测时间内,也不会出现设计矩阵复共线性,对模糊度求解具有明显优势。利用Krone-cker乘积导出了利用无几何模型求解三频模糊度及其协方差矩阵的表达式,分析得到该协方差矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构以及采用的历元数相关,与接收机和卫星之间的几何构形无关;整数变换Z矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构相关的有益结论。最后利用无几何模型分别计算了单频、双频、三频模糊度求解的成功率,得出对于双频和三频只需少数历元即可成功固定模糊度,特别对于三频观测,甚至单历元即可成功固定模糊度。

关键词： GPS 无几何模型三频模糊度求解模糊度降相关成功率

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北斗三频模糊度解算方法研究

北斗三频模糊度解算方法研究

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作者：王生朝中国矿业大学

学位级别：硕士

北斗卫星导航系统正在以自主性、开放性、兼容性和渐进性为原则,按照“先实验、后区域、再全球”的总体方略,以“三步走”为具体实施方案稳步建设。作为首个播发三频数据的卫星导航系统,北斗导航卫星系统的多频体制不仅有利于削弱对流... 详细信息

北斗卫星导航系统正在以自主性、开放性、兼容性和渐进性为原则,按照“先实验、后区域、再全球”的总体方略,以“三步走”为具体实施方案稳步建设。作为首个播发三频数据的卫星导航系统,北斗导航卫星系统的多频体制不仅有利于削弱对流层和电离层延迟等误差的影响,而且三频数据利于模糊度的快速固定,缩短模糊度固定时间。研究北斗系统三频模糊度解算方法,对提高系统导航定位精度及可靠性,实时性有重要作用。本文主要针对北斗三频模糊度解算方法进行研究,主要内容包括Lambda算法相关研究,三频组合观测值理论研究和三频模糊度解算方法研究等。本文主要工作和成果概括如下:1.根据北斗系统数据特征,给出了北斗系统定位的非差观测模型、单差观测模型和双差观测模型以及相关误差改正。2.研究了Lambda算法的基本原理和解算过程,实验分析了Lambda算法固定北斗短基线三频模糊度的过程;针对模糊度降相关方法进行研究,首先详细分析了整数高斯算法和逆整乔勒斯基算法的降相关原理,并对逆整乔勒斯基算法进行升序改进,提出了升序LDL算法。最后根据高斯算法降相关程度低和升序LDL算法迭代次数过高的缺点,提出一种基于对角线预排序的模糊度降相关算法。应用模拟数据进行降相关实验,结果表明基于对角线预排序的模糊度降相关算法整体效果优于其余两种算法。3.针对三频组合观测值理论进行了研究,结合整数线性变换的数学知识重点研究了北斗三频最优组合观测值的选取。通过计算分析得出结论:北斗载波相位组合观测值中,具有较长波长和较小的电离层延迟误差的噪声最优的超宽巷、宽巷组合观测值的组合系数之和为0;波长较短的弱电离层延迟误差的噪声最优窄巷组合观测值的组合系数之和为1。由于组合系数之和为0的最优组合系数最多有两组是线性无关的,为此增加搜索了波长较长,但电离层延迟误差不是特别小的组合系数之和非0的组合观测值,分析出这类组合观测值适合短基线模糊度解算。4.实验验证了搜索选取的组合系数之和为0的最优北斗组合观测值和组合系数之和不为0的北斗宽巷组合观测值在无几何模式下解算北斗短基线模糊度的性能。结果表明:组合系数之和为0的最优组合求得的浮点模糊度精度很高,可直接取整固定;由于双差模型对短基线电离层延迟误差的有效削弱,组合系数之和不为0的北斗宽巷组合观测值亦可应用于短基线模糊度解算。5.研究了无几何模型下三频模糊度解算方法:矩阵变换算法和无几何CIR算法。对于矩阵变换算法,根据预排序模糊度降相关算法针对北斗长短基线分别求出两种不同的变换矩阵,应用实测北斗数据实验表明:矩阵变换算法可以实现北斗短基线模糊度单历元固定,但是对于北斗长基线模糊度,进过多历元平滑仍然无法确定。对于无几何CIR算法,分析了其相应的误差影响,研究了电离层改正对其改进效果,应用实测北斗数据实验表明:无几何CIR算法能够实现北斗短基线模糊度单历元固定,但由于计算出的电离层改正误差精度不够,无法实现长基线模糊度解算。

关键词：北斗多频组合观测值模糊度降相关模糊度解算

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单历元多频最优消电离层组合集选取研究

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大地测量与地球动力学 2016年第4期36卷 313-318页

作者：赵祥伟刘志平中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室徐州市大学路1号221116 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司南京市苏源大道583号211102

探讨利用双观测值的3种消电离层组合方式,并列出双频和三频模式下的所有消电离层组合观测值。在此基础上,以定位中误差和整周模糊度中误差作为评价指标,提出最优消电离层组合集的选取方法。计算表明,双频模式下16个独立组合集效果均等价... 详细信息

探讨利用双观测值的3种消电离层组合方式,并列出双频和三频模式下的所有消电离层组合观测值。在此基础上,以定位中误差和整周模糊度中误差作为评价指标,提出最优消电离层组合集的选取方法。计算表明,双频模式下16个独立组合集效果均等价,且在高于0.02m伪距噪声的情况下无法获得单历元双差模糊度固定解;三频模式下2 196个独立组合集效果存在显著差异,最优组合集在不高于0.6m伪距噪声的情况下可获得单历元双差模糊度固定解。并且,所选最优组合集优于TCAR/CIR和矩阵变换法的结果。

关键词： GNSS 模糊度降相关评价指标消电离层组合最优组合集

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