似大地水准面的误差分析与抑制技术

大地水准面误差分析与精度评定是局部重力场逼近技术的重要组成部分,是大地水准面精化工程外业方案优化、算法设计和工程质量评价的基本依据。本文分别从地面重力数据误差和局部重力场算法两个方面,分析cm级大地水准面误差的影响特性,提出重力数据误差与大地水准面精度之间普遍适用的规律,推荐一种GPS水准和地面重力数据联合平差的精度评定方法,结合实例和模拟计算分析,介绍大地水准面误差分析与误差抑制方法。     

变形监测信号消噪的不确定度

变形表现为一种弱信号,误差呈现为强噪声。小波包分解消噪是对分解中所得到的高频部分再继续细分,因此具有更精细的消噪能力。采用最优小波包基进行信号重构的过程中,信号有一定的损失。若将消噪过程近似成拟合,拟合误差符合正态分布,可以采用假设检验法估计信号重构误差的区间,进而确定信号重构误差的不确定度,评价小波包消噪的质量。     

几何精度因子的算法研究及矩阵病态性探讨

针对GPS定位中的影响定位精度的几何精度因子（GDOP）的传统矩阵求逆算法和基于矩阵QR分解法进行了叙述,并对两种方法进行了比较分析,结果表明：后者具有数值稳定性好,计算效率高等优点。最后对其矩阵病态性进行了讨论。     

随机优化算法的BDS卫星精密轨道确定

针对全球北斗地面基准站分布不均匀而影响北斗定轨精度的问题,该文采用格网控制的随机优化选站方法,兼顾测站的质量、分布和站点稳定性等因素,对全球分布的MGEX站均匀选取。运用加权GDOP指标评价选站的有效性,并全面分析了测站数量、分布和质量对定轨精度的影响。结果表明,该方法选取30个测站时,北斗卫星的GEO、IGSO和MEO卫星的精密轨道精度分别为221.56、12.59和6.81cm,比格网法选站有了较大提高。在一定范围内,测站数越多定轨精度越高,全部测站参与解算反而会使定轨精度降低。     

全球高程基准研究进展

建立统一的全球高程基准是国际大地测量科学界的核心目标之一,也是全球尺度地球科学研究、跨境工程应用等的必要基础设施。国际大地测量协会（international geodesy association,IAG）2015年发布了国际高程参考系统的定义,并于2019年提出了建立国际高程参考框架的目标。从全球高程参考系统的理论基础和定义出发,对国际高程参考系统与框架的理论、方法和实际问题开展论述与研究,主要包括全球大地水准面重力位$W_{\mathrm{0}}$的确定、基于高阶重力场模型的重力位确定、基于区域重力场建模的重力位确定,并重点论述和分析了IAG组织的科罗拉多大地水准面建模试验和中国2020珠峰高程测量实现国际高程参考系统2项典型案例研究。结果表明,在平坦地区和一般山区,重力大地水准面模型精度能达到1 cm（重力位0.1 m2/s2）,即使在珠穆朗玛峰这样的特大山区,也有望达到2~3 cm精度（重力位0.2~0.3 m2/s2）。综合典型案例研究结果、观测技术、数据资源和区域分布等因素,提出了建立国际高程参考框架的初步策略,包括IHRF参考站布设、重力位确定方法、数据要求、应遵循的标准/约定和预期精度指标等,展望了光学原子钟与相对论大地测量对于全球高程基准统一的潜在贡献。     

多GNSS系统精密定轨ISB/IFB估计及特性分析

多全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）系统联合精密定轨需要考虑系统间及频率间偏差的影响。推导了多GNSS定轨系统间偏差（inter system bias,ISB）/频率间偏差（inter frequency bias,IFB）解算模型,以GPS系统硬件延迟为基准,给出了一种消除ISB/IFB秩亏的约束方法。试验数据结果表明,各系统ISB/IFB均表现出良好的稳定性及同一系统各卫星时间序列的一致性,BDS ISB的标准差为0.36 ns,Galileo ISB的标准差为0.18 ns,GLONASS IFB的标准差为0.51 ns;在接收机类型相同的情况下,不同跟踪站的ISB比较接近,但仍可达到ns级差异;GLONASS IFB在同一跟踪站相同频道号的卫星及不同跟踪站相同频道号卫星均表现出了良好的一致性。     

主成分分析在GPS水准数据处理中的应用

在GPS水准二次曲面拟合过程中,由于系数阵具有很强的复共线性,使法方程严重病态,在求逆过程中产生过大的扰动误差。为了减小误差影响,本文将主成分分析法运用到了法方程解算中,并通过内符合精度和外符合精度说明该方法的有效性。     

SISA完备性监测与WUL可靠性算法

详述了Galileo完备性概念,分析了空间信号有效参数完备性监测系统和监测机理,给出Galileo系统中描述SISA预报形式和算法模型.基于空间信号完备性参数的算法,优化计算最坏用户位置方法,建立了算法模型,得出相应结论.算法和结论初步验证适用于全球,为进一步研究Galileo系统完备性算法和估计用户保护水平奠定基础.     

测高重力内区效应的推导与计算

为了提高测高重力恢复计算的精度,本文利用新方法计算沿轨测高垂线偏差分量,并在对逆Vening-Meinesz公式的FFT算法进行分析的基础上导出了内区效应的计算公式.结果证明内区效应与逆Vening-Meinesz公式奇异区内垂线偏差分量的梯度及奇异区面积的大小有关,与重力异常计算点及其附近的奇异区内的垂线偏差无直接关系.最后利用ERS_1卫星测高数据,根据本文提出的方法计算垂线偏差分量,采用本文导出的内区效应公式计算了北大西洋6°×6°区域内区效应对测高重力结果的影响.