地基gps反演大气水汽关键问题理论与方法研究

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1、国内图书分类号：P228．4国际图书分类号：U526．8西南交通大学研究生学位论文年级——2009姓名塞』宝申请学位级别王堂蝗±专业太丝测量堂皇型量工猩指导老师熊丞良数援二零一三年四月十五日密级：公开ClassifiedIndex：P228．4U．D．C：U526．8SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationStudyOnTheoryandMethodofKeyIssuesinAtmosphericWaterVaporInversionbyGround．．BasedGPSGrade：2009Candidate：LiuNingAc

2、ademicDegreeAppliedfor：Ph．D．Speciality：GeodesyandSurveyingEngineeringSupervisor：Prof．XiongYongliangApril．15，2013西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密d，使用本

3、授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：孝1爹日期：弘-；6a指导老师签名：兰乡扣友／日期：矿彬．‘·艿西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：1．提出了一种适合单站原始观测数据周跳探测与修复的算法一综合利用改进的TurboEdit算法与最小二乘Chebyshev多项式探测与修复周跳，通过实例验证

4、了该方法可准确地探测与修复连续的小周跳、大周跳。(详见4．2节)2．提出了一种基于移动窗口的抗差Chebvrshev多项式拟合探测与修复单频GPS周跳，通过实例验证了该方法不但能有效地探测与修复多历元间隔周跳、连续周跳，而且对低采样率相位数据所存在的周跳同样具有适用性。(详见4．3节)3．提出了一种新的整周模糊度单历元求解算法，通过对两种不同基线长度的实例分析表明，利用此整周模糊度单历元求解算法具有可行性和正确性，可避免相位数据中周跳的探测与修复问题，让整个数据处理过程所耗费的时间相对减少。(详见5．2节)4．提出了一种适合单频GPS动态定位模糊度快速解算的新方法，通过实例计算验证了该方

5、法不但可以改善模糊度浮点解精度，而且具有良好的模糊度降相关效果，可正确有效地实现整周模糊度的快速解算。(详见5．3节)5．提出了一种参考站对流层湿延迟近实时估计的三步Kalman滤波算法，通过实例验证了该方法在中长基线参考站对流层湿延迟的解算中是可行和正确的，可获得精度较好的对流层湿延迟结果。(详见6．4节)学位论文作者签名：乒、＼号日期：妒13．‘8西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要研究利用地基GPS反演大气水汽不仅对天气变化的预报有重要意义，而且可以促进GPS定位精度的提高，从而发挥GPS在应用方面的潜力。基于此，本文对地基GPS反演大气水汽所涉及的主要问题进行了系统的研究，整

6、个论文的主要研究内容和创新点概括如下：1．概述了影响GPS反演大气水汽各主要问题的研究现状，并指出了本文的研究目标，对GPS的观测模型及估计方法进行了详细的介绍，从而为本文后续数据处理奠定基础。2．分析了广播星历外推卫星轨道的精度，并给出了Lagrange插值、Neville插值、Chebyshev多项式拟合和Legendre多项式拟合进行精密星历加密的方法，通过对实际精密星历数据的计算，分别从内插和拟合的阶数、计算精度、计算效率进行了比较分析，并给出了最佳阶数插值算法和拟合算法计算卫星轨道的点位误差对比图、所有卫星轨道的精度对比效果图。随后，分别以实例对卫星信号发射时刻的两种计算方法与

7、影响卫星轨道的地球自转误差进行了探讨分析。3．基于TurboEdit方法对GPS观测数据进行周跳探测的特点，设计了固定弧段长度的滑动窗口拟合模型，对其中的Geometry．Free组合法进行改进，在探测出周跳后，提出利用最小二乘Chebyshev多项式拟合来修复周跳。实验结果表明：改进后的TurboEdit算法可以探测出等周的1周小周跳、等周的大周跳和连续的小周跳、大周跳，同时，最小二乘Chebyshev多项式拟合可以精确修复以上周