论文部分内容阅读
对大型结构建筑物进行变形监测是把握其在施工运营阶段稳定性的必要措施,GPS由于定位精度高,测站之间无需通视,全天候观测,自动化程度高等优势,己成为当今最先进、使用最广泛的变形监测手段之一。在变形监测中,一般基线长度较短,电离层延迟等公共误差可以通过差分技术消除,但多路径效应在基线两端不具有相关性,无法通过差分技术消除,因此多路径效应是制约GPS变形监测精度的关键因素之一。针对此问题,本文主要从以下几个方面进行了研究：(1)研究了GPS多路径效应的产生机理,对GPS载波相位多路径效应的影响幅值、影响频率等特性进行了系统的分析。(2)对比了多路径效应周日重复性周期的几种计算方法,实验结果表明,广播星历法、互相关系数最大法及均方根误差最小法三种方法计算得到的多路径效应周期具有一致性,采用实际计算得到的多路径重复周期进行恒星日滤波结果要优于标准恒星时周期。(3)针对GPS高频动态变形监测中多路径效应误差存在很强的时间相关性的特点,给出一种基于一阶高斯马尔科夫过程的观测噪声函数模型估计方法,并推出基于此模型的扩充状态向量法和相邻时间组差法两种改进卡尔曼滤波方法,分别采用这两种方法及标准卡尔曼滤波处理一组GPS模拟动态数据,对结果进行了对比分析,实验结果表明这两种改进方法的去噪效果均优于标准卡尔曼滤波法,均能有效地削弱多路径效应的影响,提高定位精度。(4)提出了基于小波与PCA相结合的GPS噪声改正方法。该方法先通过小波对坐标序列进行多尺度分解,对高频部分进行阂值化处理,削弱高频随机噪声,再采用PCA方法对相关性较强的多路径效应进行提取和消除。实测数据分析表明,该组合方法能有效地削弱多路径效应及高频随机噪声,较单一滤波方法具有一定的优越性。图28幅,表12个,参考文献61篇。