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随着GPS软硬件技术的发展,GPS越来越广泛的应用在变形监测领域中。无论是常规RTK还是网络RTK模式下的动态变形监测,正确地确定模糊度是首要条件。但是遗憾地是,由于受监测环境的限制,周跳频繁发生,使得经常需要进行模糊度初始化,甚至得不到正确的模糊度值,从而严重影响到变形监测结果的可靠性和稳定性。
单历元模糊度解算可以避开周跳,是动态变形监测中的最佳模糊度解算方案。本文在吸取前人研究成果的基础上,利用变形监测中变形量在一定范围内、主要变形方向已知的变形特征,结合双频之间模糊度约束关系,提出了一种适用于动态变形监测的双频单历元GPS整周模糊度搜索算法;通过分析发现,强多路径及衍射等误差的影响是单历元模糊度搜索算法失败的一个主要原因,基于此,本文把GPS观测量随机模型应用于单历元模糊度算法中,以提高解算的成功率;随着GPS网络RTK技术的迅速发展,基于GPS网络RTK的动态变形监测技术是GPS动态变形监测发展的一个主要方向,为此本文对基于GPS网络RTK的动态变形监测单历元算法进行了深入研究,提出了相应的算法流程。
实验结果表明:对变形量在1米范围内的振动变形,综合变形特征以及双频约束的单历元数据处理算法的效果显著,成功率高达99%以上;载噪比随机模型可较好地削弱观测值粗差对解算结果的影响,从而进一步提高单历元算法的成功率;将网络RTK算法与以上单历元算法相结合,在增加流动站与基准站之间距离的情况下,可实现基于多参考站的动态变形监测,从而拓展了连续运行GPS参考网络的应用。根据以上研究成果,成功开发了一套GPS动态变形监测系统(GDMS),实际应用结果表明该系统稳定可靠。