CRA40在中国地区GNSS水汽反演中的适用性评估与分析

基于中国气象局发布的CRA40气象再分析资料,计算地基GNSS水汽反演中涉及气压、气温、大气水汽加权平均温度(Tm)、天顶对流层总延迟(ZTD)等关键参数,并分别以地面气象站(气压、气温)、无线电探空测站(Tm)以及地基GNSS测站(ZTD)为参考,对这些参数在中国地区的精度和可靠性开展了系统的评估.计算结果与欧洲中期...     

动态环境下PPP的GNSS大气水汽反演

利用静态PPP(精密单点定位)处理稳定的GNSS地面站可以高精度反演大气中的水汽含量.对于运动的载体,静态PPP无法正确地估计待估参数.利用动态PPP数据处理方法,在解算载体动态位置的同时,可以估计动态载体GNSS的天顶总延迟,并在此基础上计算水汽含量.分别利用PPP动态和静态模型解算3.5 h的稳定可靠GNSS参考站...     

基于GNSS的空间环境参数反演平台及精度评估

基于全球和区域全球导航卫星系统(GNSS)参考站网进行对流层和电离层参数反演实现空间环境变化监测具有成本低、精度高、实时性好等优点,得到了广泛应用.本文基于南京信息工程大学的北斗/GNSS空间环境监测平台Xsens-ing,以国际GNSS服务组织提供的对流层产品为参考,评估了不同气象条件下对流层参数反演精度,在此基础上...     

利用多系统GNSS干涉反射测量估计长江巴东水位变化

水位信息是研究水循环、气候和生态环境变化的重要参数,近实时、高精度地监测其变化具有重要的意义.传统水位计测量成本高、范围小,且是相对水位测量.全球导航卫星系统干涉反射测量(GNSS?IR)利用岸边架设的GNSS接收机所获取的信噪比(SNR)数据估计水位变化,为水位测量提供了一种新的监测方法,具有全天候、高精度和近实时等...     

基于自适应卡尔曼滤波的GNSS矢量锁定环路

为了减小卫星信号信噪比变化对全球导航卫星系统(GNSS)接收机当中矢量锁定环路(VLL)的不良影响,使用一种基于新息的自适应卡尔曼滤波方法对其改进,以实现对VLL滤波器观测噪声协方差矩阵的实时调整．使用后处理软件全球定位系统(GPS)接收机处理信号发生器产生的中频数据以对提出的方法进行验证．实验结果表明,相对于传统标量环路(SLL),基于自适应卡尔曼滤波的VLL可以在信噪比降低甚至可见卫星数目不足的环境下工作,其载波频率跟踪精度及导航定位解精度均优于固定参数矢量环路和传统标量环路．     

利用SG平滑滤波优化GNSS-R潮位反演

利用全球导航卫星系统反射(GNSS-R)信号进行潮位反演时,需要对多路径频率进行估计.常规反演方法仅对主频率估计,因此存在数据利用率低、反演结果时间分辨率不足的问题.为解决该问题,本文利用Savitzky-Golay(SG)平滑滤波优化GNSS-R潮位反演.首先,利用Lomb-Scargle周期图(LSP)法提取信号功率的前4个频率f₁~f₄,并反演它们对应的潮位值;然后,利用SG平滑滤波方法提取最佳反演结果;最后,以法国BRST站和MAYG站30 d的数据验证算法的有效性.通过与LSP法和窗口LSP(WINLSP)法进行对比,结果表明:相比LSP法,滤波后BRST站和MAYG站的日均反演值数量分别提升34.3%和19.6%,反演值的最大时间间隔分别减少43.2%和29.4%,RMSE值变化不大;相比WINLSP法,滤波后BRST站和MAYG站的日均反演值数量分别提升24.2%和45.9%,反演值最大时间间隔分别减少25.4%和28.6%,RMSE值均减少了7 cm.总体而言,该方法能够在保证精度的前提下提高反演结果的数量,同时提高了数据的利用率和潮位反演的时间分辨率.     

GNSS欺骗干扰效能评估指标与方法研究综述

随着电磁环境的日益复杂,卫星导航的安全应用面临严峻挑战.作为导航对抗的核心技术之一,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)欺骗干扰技术逐渐成为国内外研究的热点方向.基于此,以欺骗干扰技术为依托的GNSS欺骗干扰设备正从验证阶段迈入应用阶段,对其效能的有效评估并...     

基于人工智能算法的CYGNSS数据土壤水分反演

利用CYGNSS数据估计地表土壤水分(SM)近年来获得了极大的关注,但效率和精度有待进一步提升.本文提出了一种预分类策略,结合人工智能算法(AI),利用CYGNSS数据预测土壤水分.此策略能够在人工智能算法的基础上进一步提高土壤水分预测的精确度,具有较好的普适性和易用性.本文使用了2018年全年中国地区的实地土壤水分数...     

不同信号体制对GNSS定姿性能影响的分析

利用GNSS信号能够进行高精度的载体定姿,其算法性能受不同信号体制影响较大.针对这一问题,首先在GNSS单频单历元定姿算法数学模型的基础上,分析了算法性能与码和载波相位测量精度之间的关系,然后研究了不同信号体制对码和载波跟踪精度的影响,最后提出了评估信号体制对定姿性能影响的关键指标,并对其在不同信号体制下进行了仿真实验.仿真结果表明,该指标可以有效地评估不同信号体制下的定姿性能.     

基于智能手机GNSS双频原始观测值的电离层延迟提取与分析

基于智能手机GNSS(全球导航卫星系统)观测值的研究主要集中于观测值质量分析和定位算法,在大气应用方面关注度则较为有限.本文基于全球首款支持GNSS双频信号的小米8智能手机和超短基线的Trimble Alloy测地型接收机,利用原始GNSS双频载波相位观测值,考虑连续历元间电离层变化较小从而进行观测值质量控制策略,评估...     

基于GNSS的MODIS大气可降水量校正模型

MODIS大气可降水量(PWV)空间分辨率高但易受云雨等环境因素影响,精度不高.GNSS PWV空间分辨率较低但具有全天候、不受天气影响、精度高的优点.研究表明两者存在显著的线性相关性,结合两者的优点,基于GNSS PWV校正MODIS PWV可获取大面积高精度的PWV.针对传统的线性回归校正模型没有考虑云、气溶胶等的...     

基于北斗/GNSS RTK技术的道路开挖/填筑线放样方法

在道路施工放样中,开挖/填筑线的正确放样至关重要。结合北斗/GNSS RTK新技术的优势,给出开挖/填筑点的判定条件,提出基于RTK技术的道路开挖/填筑线放样方法:依据设计单位提供的横断面图纸,计算近似开挖/填筑点的坐标以及与其在横断面方向相邻3~5m点的坐标;利用RTK现场放样此两点,并根据判定条件,在此两点确定的方向上逐步逼近开挖/填筑点;施工进程中,利用末级碎落平台的里或外边缘点,以及第一级填筑边坡拐点,进一步检核开挖/填筑点放样的正确性。     

顾及GNSS水汽分布特性和站间距离的优化IDW插值方法

针对大气可降水量(Precipitable Water Vapor, PWV)精细化过程中插值算法的选取,本文系统性地分析了线性插值三角网法、克里金插值法、空间反距离(Inverse Distance Weighting, IDW)插值法3种方法,并提出了顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法.该方法通过分析GNSS站点距离与大气水汽分布特性对插值结果的影响,进而对插值参数进行优化,使插值结果靠近高精度的观测值.利用2017年5—7月徐州连续运行参考站的GNSS实测数据与探空站数据对该方法进行分析,实验结果表明：顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法的标准差、平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差都要低于其他3种经典插值方法,其中均方根误差分别降低了14.88%、15.70%、4.12%.此外,本文分析了暴雨天气下不同插值算法重构高分辨率大气水汽分布图的能力,发现采用优化IDW插值方法能够显著减小采样站点分布不均及降水量激增造成的插值误差.这表明优化方法有助于重构局部地区稀疏GNSS站网的高分辨率大气水汽分布图,改进监测能力.     

京津冀地区GNSS ZTD时序分析及对厄尔尼诺事件的响应

京津冀地区夏季暴雨频发,水汽是影响暴雨形成的关键要素之一.本文利用中国大陆构造环境监测网络(CMONOC)京津冀地区GNSS(全球导航卫星系统)观测资料,开展GNSS天顶对流层总延迟(ZTD)时序分析及对厄尔尼诺事件的响应研究.利用快速傅里叶变换与小波变换方法从频域和时域开展GNSS ZTD时序分析,并对GNSS ZT...     

粒子滤波算法在BDS高铁铁轨静态形变监测中的应用研究

高铁因每天清晨需要6h的空窗期维修时间而无法通行,社会的发展需要减少空窗期时间来提高高铁运转效率。传统的基于北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)的高铁铁轨路基的形变监测系统需要一天的观测时长对路基进行精确的监测,这远超高铁空窗期的观测时长无法对提高高铁运转效率起到作用。针对这种情况,在原形变监测解算算法上加入粒子滤波算法,尝试将观测时长缩减到高铁空窗期内;同时,在采样数据大幅度下降的情况下确保解算的监测点坐标值满足高铁路基的定位精度要求。本文利用广汕高铁的BDS形变监测系统的实测采样数据进行实验仿真,验证了粒子滤波算法加入后的有效性。实验结果表明,在粒子滤波算法加持下,观测时长缩减到15 min可确保监测点解算坐标值的$ A,B,H $ 3个方向精度均满足高铁路基定位的±5 mm精度要求,为减少高铁空窗期时间,提升高铁运转效率提供了有效的方法和思路。