GPS长基线数据处理方法研究文献综述

 2022-07-20 07:07

GPS长基线数据处理方法研究

(文献综述)

  1. 绪论

作为较早采用GPS技术的领域,在测量中,它最初主要用于高精度大地测量和控制测量,建立各种类型和等级的测量控制网;现在,它除了继续在这些领域发挥着重要作用外,还在测量领域的其它方面得到充分的应用,如用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等。自20世纪80年代末期以来,GPS技术已在我国的测绘、地质、航空、航天、海洋、交通、航道、石油、水利、渔业、农业和信息等行业获得了广泛的应用。GPS现代化将加速GPS技术在我国更多领域的应用。GPS卫星导航定位技术与通信、遥感和电子消费产品的不断融合,又将创造出更多的新产品和新服务。特别是我国自行研发的北斗卫星导航系统的成功运行和伽利略卫星导航定位系统的即将建成,将开创卫星导航定位应用的新天地。随着全球定位系统在测绘、通讯及导航等多个领域的广泛应用,传统的大地测量定位方法已经逐渐被卫星定位系统所取代。随着该技术的发展,测绘科学发生了根本性的变革,GPS卫星定位的基本理论及其进一步的开发和应用,已逐渐成为测绘科学研究最为重要的内容和任务之一。

  1. 本文研究的意义

全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。它是在地球上空布设24颗GPS专用卫星,卫星轨道即每时刻的精确位置由地面监控站测定,并通过卫星用无线电波向地面发播;地面上用GPS接收机同时接收4颗以上卫星信号,根据卫星的精确位署以求得地面点位置。它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息。GPS数据处理是GPS应用研究中的一个重要内容,目前,中短距离的GPS基线数据处理与应用已比较成熟,接收机附带的随机软件能满足大多数用户的需求。但是这些商业软件很难满足GPS长基线的数据处理的需求。通常GPS长基线数据处理需要采用高精度的数据处理软件,如GAMIT,Bernese和GIPSY等。但是这些高精度的数据处理软件比较复杂,没有一定专业知识的研究人员很难操作。针对这种情况,本设计拟尝试用天宝随机软件TBC处理不同长度的GPS基线,并与GAMIT软件长基线处理结果进行对比,分析基线解算精度的影响因素,包括基线长度、观测时间、截止卫星高度角、对流层模型、电离层模型等以评估TBC软件处理GPS长基线的能力。

  1. 国内外研究现状及应用领域

3.1 基线解算的发展现状

GPS网测量是以基线为基本单位,基线向量是构成GPS网的基础。GPS网的优劣,主要依赖于基线质量与提供多余基线的数量。基线质量的好坏,将直接影响到检验质量及GPS网的平差结果。因此,研究GPS基线的优化技术很有意义。

基线解算的过程是一个平差过程,平差所采用的观测值主要是双差观测值。在基线解算时,平差要分三个阶段进行,第一阶段为初始平差,主要是求出整周模糊度和基线向量的实数解;第二个阶段是将整周模糊度固定成整数;第三个阶段是将确定了的整周模糊度作为已知值,仅将待定的测站坐标作为未知参数,再次进行平差解算,求出基线向量的最终解。

自1978年美国发射第一颗导航卫星开始,当前全球可用的导航卫星颗数己

超过100颗。GNSS系统以卫星导航定位为基础,通过与互联网和移动通讯等产业的互补融合,己渗透到国民经济的诸多领域。

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