gps非差相位动态定位中的质量控制过程

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1、GPS非差相位动态定位中的质量控制过程测玲信息与工程Journa1ofGeomaticsDec.2005:30(6)文章编号:1007—3817(2005)06—0043—03中图分类号:P228.4文献标志码:BGPS非差相位动态定位中的质量控制过程祁芳陈桂平(1广州市城市规划勘测设计研究院,广州市建设大马路lO号,5100602广东省国土资源厅测绘院,广州市沙河路伍仙桥,510500)摘要论述了在GPS非差相位动态定位卡尔曼滤波系统中,利用预报残差提供的预警信息,建立了基于预报残差的类似于Baarda的粗差探测过程,并对这种假设检验过程进行了试验论证.关键词

2、全球定位系统;卡尔曼滤波;DIA;质量控制GPS非差相位动态定位过程是利用精密卫星星历及由一定方法确定的精密预报卫星钟差,以单台双频GPS接收机实时采集的非差相位数据作为主要观测值来进行单点定位计算的方法_1_.卡尔曼滤波递推计算中的预测残差对于动态系统的粗差探测,标志以及修正有着极为重要的作用.预报残差也叫新息,是真实系统测量输出和由预测状态预测输出的差值.如果函数模型是最优的,预报残差是零均值且已知方差的白噪声序列,并且预报残差表现为很小并作随机扰动,否则会很大,不再为零均值.基于卡尔曼滤波预报残差的DIA过程不需要增加大量的额外计算,易于实现.1质量控制的

3、提出在卡尔曼滤波模型中,要求观测方程是线性形式,而实际的观测量与状态参数间是非线性函数.非线性二次以上高次项舍去,以及周跳等观测粗差等原因,使观测方程产生模型误差.在非差相位精密单点定位过程中,这种粗差表现为不良的伪距,相位观测值.卡尔曼滤波线性模型的最优估计是建立在给定函数模型和随机模型基础上的,如果实际的函数模型和随机模型存在误差,不仅得不到最优估计,而且可能造成滤波发散.粗差检测方法有把粗差归人函数模型的检测方法,也有把粗差归人随机模型的检测方法.将粗差纳人函数模型,就是要在平差中检测粗差,定位粗差,并将其剔除,然后用正常观测值进行参数估计,为此需要运用统

4、计假设检验方法,进行粗差探测,定位,这一工作首先是由Baarda于1968年提出,即着名的数据探测法_2].在GPS数据处理过程中,对于出现载波相位的周跳及带有显着偏差的伪距观测值情况都需要进行探测及剔除.Rizos建立载波相位观测值的卡尔曼滤波模型来检测载波相位观测值的周跳问题[3],以此进行GPS数据处理的质量控制.在非差相位精密单点定位过程中,实时发现和剔除不良的观测值显得更为重要.在卡尔曼滤波数据处理过程中,基于预报残差对模型误差的探测,标志和改正过程得到了应用.2基于预报残差的模型误差的DIA过程GPS非差相位实时精密单点定位的质量控制,在设计阶段就必

5、须考虑系统的可靠性并选择适当的可靠性指标来满足要求;在动态定位过程中,能够产生误差信息,并能根据这些信息对粗差进行探测(Detection),标志(Identification)和改正(Adaptation),此即动态定位的DIA过程.GPS非差相位精密单点定位数据预处理过程发现并已经剔除一部分粗差,但是由于实时计算过程中存在模型误差以及剩余的粗差,仍然需要在滤波过程中进行质量控制.由于误差和系数向量c事先一般都为未知数,故无法按上述方法对全局模型误差进行标志和改正.一般采取类似Baarda数据探测方法,即每次假设只存在一个模型误DETERMlNATlONOFH

6、IGHPREClSlONANDHIGHRESOLUTIONMEANSEASURFACElNCHlNASEAANDlTSVlClNlTYZHANJingangWANGYongLUYang(KeyLaboratoryofDynamicGeodesy,InstituteofGeodesyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences?340XudongRoad,Wuhan430077,China)ABSTRACTOnthebasisofmulti—altimeterdata,newvalidcollinearandcrossoveradj

7、ustmethodareusedtoreduceradia1orbita1errorandthetimevariationsofseasurface1eve1;thenewNAO99Boceanictidemodelisalsousedtoimprovetheprecisionofthedata.Thehighres—olutionandhighprecisionmeanseasurfacemodel(WHIGG—C)iscomputedinChinaSeaanditsvicinity.andiscomparedwithCIS01,GSFC00andKMS001

8、seasurfacehe