GNSS单历元基线解算方法在开采沉陷监测中的应用

发布时间：2021-05-11 13:15

　　随着我国BDS（BeiDou Satellite Navigation System）正式提供区域服务和全球布网的建设,且BDS是唯一全星座播发三频信号的卫星系统,全球卫星导航系统进入多星座多频融合定位时代。多频观测值组合具有快速固定模糊度的特性,而如何充分利用BDS三频观测值,对于推广BDS应用具有重要意义。GNSS（Global Navigation Satellite System）单历元解算无需周跳探测与修复,可以在卫星失锁后快速初始化,即使在观测环境较为恶劣的条件下,其可用性要高于多个历元数据,能实现GNSS观测数据的高效利用。鉴于此,本文对上述问题进行了研究,主要问题及成果有:1.基于条件数法分析了单频与双频宽巷载波双差观测方程的病态性,分析表明单频与双频宽巷载波双差观测方程的病态性相当严重。对于单频数据,根据Tikhonov正则化原理,构造正则化矩阵R和确定正则化参数α,采用基于则化解法的GNSS单频单历元基线解算模型,利用实测数据进行算法验证;对于双频数据,引入伪距观测量,先分组逐步固定宽巷模糊度,再固定基频模糊度,采用基于双频观测值的GNSS单历元基线解算模型,并利用... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：117 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 开采沉陷监测研究现状
        1.2.1 开采沉陷监测技术的发展
        1.2.2 GNSS卫星技术在变形监测中的应用研究
    1.3 GNSS单历元基线解算相关问题研究现状
        1.3.1 模糊度解算方法研究现状
        1.3.2 短基线单历元模糊度快速解算现状研究
    1.4 主要研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 CNSS基础理论
    2.1 GNSS各系统概况
        2.1.1 GPS系统概况
        2.1.2 GLONASS系统概况
        2.1.3 Galileo系统概况
        2.1.4 BDS系统概况
        2.1.5 其他区域系统概况
    2.2 GNSS定位函数模型
        2.2.1 GNSS时空统一
        2.2.2 GNSS卫星坐标的计算
        2.2.3 GNSS非差观测方程
        2.2.4 GNSS差分观测方程
    2.3 GNSS观测误差及处理方法
        2.3.1 与卫星有关的误差
        2.3.2 与信号传播有关的误差
        2.3.3 与接收机有关的误差
        2.3.4 起算点坐标偏差对基线解算的影响
    2.4 本章小结
3 GNSS单历元基线解算关键算法
    3.1 病态性分析及克服病态性的方法
        3.1.1 Gauss-Markov模型
        3.1.2 克服病态性的方法
        3.1.3 载波双差观测方程病态性分析
    3.2 基于正则化解法的GNSS单频单历元基线解算
        3.2.1 函数模型
        3.2.2 基线解算质量评价
        3.2.3 算例分析
    3.3 基于双频观测值的GNSS单历元基线解算
        3.3.1 函数模型
        3.3.2 算例分析
    3.4 基于BDS三频约束的GNSS单历元基线解算
        3.4.1 BDS三频观测值线性组合
        3.4.2 BDS三频单历元基线解算
        3.4.3 附有BDS三频约束的GNSS单历元基线解算
        3.4.4 算例分析
    3.5 随机模型
        3.5.1 几种常用随机模型
        3.5.2 基于北斗GEO/IGSO/MEO卫星三频观测值的随机模型研究
        3.5.3 算例分析
    3.6 本章小结
4 软件实现与评估
    4.1 软件实现
        4.1.1 软件设计
        4.1.2 软件运行
    4.2 软件评估
        4.2.1 试验方案
        4.2.2 初步评估
    4.3 本章小结
5 GNSS单历元基线解算方法在矿区开采地表沉陷监测中的应用
    5.1 试验区概况
    5.2 试验区高精度GNSS三维开采沉陷监测基准网的建立
        5.2.1 GNSS静态测量
        5.2.2 基线解算
        5.2.3 GNSS网空间无约束平差及精确度评价
    5.3 变形量计算及质量评价
        5.3.1 变形量计算
        5.3.2 成果检核
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 主要工作及结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗IGSO/GEO/MEO卫星三频单历元基线解算随机模型比较研究[J]. 严超,余学祥,徐炜,杜文选,刘扬,王涛,张广汉.  金属矿山. 2017(10)
[2]基于测量机器人与近景摄影测量技术的山区采动地表移动变形监测方法[J]. 王启春,马洪浩.  矿山测量. 2017(05)
[3]BDS/GPS单历元阻尼LAMBDA算法及其在边坡变形监测中的应用效果分析[J]. 王彬彬,刘根友,李正媛,李甜.  大地测量与地球动力学. 2017(08)
[4]BDS三频与双频模糊度解算性能分析[J]. 严超,徐梅,徐炜,张广汉,杜文选.  全球定位系统. 2017(04)
[5]测量机器人在矿区地表动态变形监测中的应用[J]. 杨晓玉.  煤矿安全. 2016(05)
[6]北斗卫星导航系统的毫米级精度变形监测算法与实现[J]. 肖玉钢,姜卫平,陈华,袁鹏,席瑞杰.  测绘学报. 2016(01)
[7]北斗系统差分码偏差解算中一种新的定权方法[J]. 刘乾坤,隋立芬,肖国锐,陈泉余,王凌轩.  测绘科学技术学报. 2015(05)
[8]北斗三频约束的短基线模糊度单历元算法[J]. 吕伟才,高井祥,王坚,王文波.  中国矿业大学学报. 2015(06)
[9]GPS/BDS单历元基线解算中随机模型的确定[J]. 陶庭叶,王志平,蒋俊儒.  大地测量与地球动力学. 2015(04)
[10]郁南大堤GNSS变形监测数据解算与分析[J]. 廖文来,张君禄,杨光华,陈晓文.  广东水利水电. 2015(03)

博士论文
[1]煤矿开采沉陷自动化监测系统研究[D]. 吕伟才.中国矿业大学 2016
[2]基于Beidou/GPS组合的矿山开采地表沉陷监测方法研究[D]. 张美微.安徽理工大学 2014
[3]GNSS精密单点定位及非差模糊度快速确定方法研究[D]. 李星星.武汉大学 2013
[4]区域增强PPP技术及其在矿区变形监测应用研究[D]. 卞和方.中国矿业大学 2013
[5]GNSS动态变形测量关键技术研究[D]. 薛志宏.解放军信息工程大学 2012
[6]矿区GPS变形监测及其伪卫星增强技术[D]. 刘超.中国矿业大学 2011
[7]大地测量中不适定问题的正则化解法研究[D]. 王振杰.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2003

硕士论文
[1]GNSS单历元基线解算方法研究[D]. 王静.安徽理工大学 2017



本文编号：3181467