虚拟参考站(VRS)技术的质量控制和完备性监测研究

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根据当前精密导航、变形监测和实时空间信息服务等领域的科学研究和工程应用对于实时动态高精度高可靠性定位的需要,近年来,我们GPS项目研发小组系统研究了基于Web的增强虚拟参考站(VRS)技术及其完备性监测,并自主开发出一套增强的VRS网络解决方案——VENUS系统(Vrs-Enhanced Network Utility Solution)。本文报告的内容,是我们研究工作的部分贡献,主要涉及基于VENUS系统的实时数据质量控制和完备性监测研究方面。本文主要包括两个方面的内容:一、研究背景的一般性描述和网络实时动态定位综合技术的系统总结和介绍。主要涉及到:参考站网络实时数据质量控制以及完备性监测研究的重要性和意义,多参考站网络差分技术的优势,以及VRS技术的原理和影响VRS技术实施的主要误差来源。二、具体研究工作的系统报告,主要集中在以下方面:(1)实时数据的质量控制研究。本文针对VRS技术中实时数据质量控制的需要,对实时数据同步、钟跳探测与修复、码伪距观测值的相位平滑、卫星星历监测进行了探讨与分析,并针对参考站网络周跳探测的特点开发出一种参考站网络实时探测周跳的新算法——一种基于(9,-7)组合和卡尔曼滤波的参考站网络实时周跳探测新算法,阐述了该算法的原理与数学模型,并通过长基线数据实验验证了其正确性和可靠性。(2)基于四川GPS观测网络(SIGN)的VENUS系统的完备性监测研究。首先考察了SIGN网络中双差电离层延迟和对流层延迟的时空特性,然后采用加权低阶趋势面内插算法来估计流动端的空间相关误差,并对其内插精度进行了考察。在此基础上,计算了双差电离层延迟完备性监测指标:电离层残差完备性监测IRIM和电离层残差内插不确定性IRIU;提出了双差对流层延迟完备性监测指标:对流层残差完备性监测TRIM和对流层残差内插不确定性TRIU,并以SIGN网络为数据平台对上述指标的正确性和效能进行了测试。实验结果表明,上述指标能较好地反映出电离层和对流层对流动端用户定位的实际影响,可用于VENUS系统中的电离层和对流层完备性监测。同时提出了对参考站间MW组合双差多路径效应的恒星日滤波残差进行监测的方法。基于上述分析,本文对VENUS系统完备性监测内容和结构进行了详细的设计。
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