空间大地测量数据融合理论与算法研究

发布时间：2017-05-19 15:05

  本文关键词：空间大地测量数据融合理论与算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前空间大地测量技术主要有四种:激光测卫(SLR)、甚长基线干涉测量(VLBI)、全球定位系统(GPS)以及多普勒和射电技术综合卫星定轨(DORIS),其中GPS,SLR和DORIS是卫星技术,由于它们均可确定地面站网坐标、地球自转参数、对流层参数等,因此它们是解算、监测和维持地球参考框架必不可少的技术。本文主要研究了基于SINEX解的GPS/VLBI/SLR/DORIS数据融合理论与方法,对多模GNSS系统的数据融合进行了初步探讨,并针对对流层时间序列的综合方法进行了深入研究。论文的主要成果和贡献如下:1.基于IGS各分析中心发布的SINEX解产品,在考虑其系统误差和权因子的基础上进行测站坐标和ERP参数的综合,给出了与IGS最终产品精度相当的组合结果。针对极移参数提出了一种基于多项式拟合残差定权的快速组合方法,并与SINEX解组合结果进行了精度比较。2.针对对流层产品组合,在综合前人研究的基础上提出了一种基于对流层时间序列的高精度Kalman滤波组合方法,该方法将抗差Kalman滤波和方差分量估计相结合,可以获得事后或实时的对流层组合解,计算结果表明,其精度可达0.85mm。3.研究比较了基于原始观测值融合和法方程融合的多模GNSS PPP算法与实现,重点探讨了时空基准统一和不同导航系统权重的确定。计算结果表明:两种方法都取得了比单一系统更高的定位精度,基于法方程融合的PPP计算效率要高,在调整不同系统间的权比方面也更为灵活,因此具有更高的融合精度和可靠性。4.研究了联合GPS/VLBI/SLR/DORIS确定测站坐标和ERP的理论与方法,深入探讨了不同空间技术数据融合中的一些关键技术问题,初步实现了利用四种空间技术联合解算地球参考框架,将解算出的站坐标、速率和地球自转参数与ITRF2008对应的框架点坐标进行了比较,同时进行了内符合检验。结果表明:本文组合结果与ITRF2008结果吻合较好,可获得高精度的测站坐标、速度场以及ERP产品。本文涉及的计算量较大,并针对所提出的方法,通过了大量实测数据进行了验证、比较和分析,得出了一些有益的结论和建议,论文成果对空间大地测量数据融合和地球参考框架的维持与精化具有一定的参考和借鉴意义。
【关键词】：GPS ERP SINEX 法方程 最小约束 对流层 参考框架 速度场
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 地球参考框架的研究背景11-13
• 1.3 空间大地测量数据融合的现状13-16
• 1.3.1 法方程级别的联合平差13-14
• 1.3.2 时间序列组合14-15
• 1.3.3 原始观测层面的联合平差15-16
• 1.4 空间大地测量数据融合到地球参考框架的建立16-17
• 1.5 本文的研究意义与研究内容17-19
• 第二章 空间大地测量的数据融合理论19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 法方程处理相关算法19-23
• 2.2.1 SINEX文件解读19-21
• 2.2.2 法方程的预处理21
• 2.2.3 法方程重构21-22
• 2.2.4 法方程尺度化22-23
• 2.3 参考框架组合模型23-25
• 2.4 参考框架的基准定义及确定方法25-27
• 2.5 基准约束方法27-29
• 2.5.1 强约束27
• 2.5.2 可消除的约束27
• 2.5.3 松约束27-28
• 2.5.4 最小约束28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 GPS技术内部组合30-40
• 3.1 引言30-31
• 3.2 SINEX解融合策略31-32
• 3.3 多项式拟合残差定权组合策略32-33
• 3.4 输入数据33-34
• 3.5 组合结果34-38
• 3.5.1 站坐标的综合34-37
• 3.5.2 ERP综合37-38
• 3.6 总结38-40
• 第四章 基于对流层时间序列的高精度Kalman滤波组合方法研究40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 算法描述40-45
• 4.2.1 对流层时间序列偏差估计40-43
• 4.2.2 对流层时间序列权估计43-45
• 4.3 步骤总结45
• ⒋4 算例分析45-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 多模数据融合理论50-61
• 5.1 引言50
• 5.2 GNSS融合PPP算法50-56
• 5.2.1 单一系统的PPP算法50-51
• 5.2.2 观测方程层面融合PPP算法51-55
• 5.2.3 法方程层面融合PPP算法55-56
• 5.3 观测方程和法方层面定位精度测试比较：56-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 GPS/VLBI/SLR/DORIS联合确定站坐标和ERP关键技术研究61-78
• 6.1 引言61
• 6.2 组合模型61-62
• 6.3 参考框架基准定义62-63
• 6.4 基准确定的约束方法63-64
• 6.4.1 最小约束63
• 6.4.2 内部约束63-64
• 6.5 四种技术的相对权因子确定技术64
• 6.6 并置站的选择与局部连接64
• 6.7 站坐标的重复性64-65
• 6.8 组合分析65-67
• 6.8.1 各技术解特性分析65
• 6.8.2 技术内组合65-66
• 6.8.3 技术间组合66-67
• 6.9 组合结果67-76
• 6.9.1 权因子67
• 6.9.2 并置站的选择67-69
• 6.9.3 站坐标的不连续性69
• 6.9.4 基准参数69-70
• 6.9.5 站坐标70-72
• 6.9.6 地球自转参数72-74
• 6.9.7 ITRF速度场74-76
• 6.10 总结76-78
• 第七章 结论与展望78-81
• 7.1 本文结论78-79
• 7.2 后续工作79-81
• 参考文献81-87
• 攻读硕士期间取得的研究成果87-89
• 致谢89-90

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