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《西安电子科技大学》 2010年
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基于单站地基GNSS的电波折射参数估计

朱庆林  
【摘要】: 全球导航卫星系统(GNSS)不仅成功应用于测距、授时和导航等传统领域,而且在环境监测、大地测量、天文、气象等领域也得到广泛的应用。单站地基GNSS对电波折射参数的估计,由于操作简单、成本低、可移动性强以及精度高等优点,已成为当前国际研究的热点。本文以GNSS单点定位方法为出发点,围绕电波折射参数的高精度实时估计、实验验证和应用开展了相关研究。其主要研究成果如下: 第一、分析了单点定位的主要误差源和修正方法,主要包括卫星误差、接收机误差以及空间传播误差等。讨论了传统随机模型的特点,提出了基于新权矩阵的随机模型,并对比分析了上述两类模型的对流层天顶延迟估计结果。 第二、讨论了对流层天顶延迟的传统的Hopfield模型、Saastamoinen模型和MOPS模型以及探空方法在测量天顶延迟方面存在的局限性。在精密单点定位方法的基础之上,利用提出的随机模型,实现了单站地基GNSS对流层天顶延迟的估计。获得单站地基GPS与探空观测结果一致,与IGS产品中利用GIPSY软件计算精度相当的结果。 第三、研究了低仰角对流层斜延迟估计方法。分析了现有映射函数、经验模型和探空观测方法的局限性,提出了单站地基GNSS实时估计低仰角对流层斜延迟的方法。利用2008年8月期间实验数据,进行单站地基GPS低仰角对流层斜延迟估计,获得与探空实验一致的结果,优于传统模型估计结果。实现了单站地基GNSS对低仰角的对流层斜延迟的估计。 第四、研究了单站地基GNSS实时估计弯曲角。讨论了传统模型和探空折射率剖面计算弯曲角的方法,分析卫星信号的多普勒频移与弯曲角之间的关系,以及GNSS的多普勒观测值中的误差对计算弯曲角的影响。利用单站地基GNSS的数据和GNSS多普勒频移公式,对弯曲角的估计,获得与基于探空折射率剖面一致的结果,提出了单站地基GNSS实时估计弯曲角的方法。 第五、提出了基于单站地基GNSS实时反演折射率剖面方法,利用汕头地区十年的历史数据进行仿真,初步验证了此方法的可行性。在我国广东东南沿海地区开展了单站地基GPS的观测实验,利用低仰角斜延迟进行了大气剖面实时反演和数据分析,验证了此方法的可行性和有效性。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN011

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 赵辰冰;张锁平;齐占辉;;基于GNSS的大气波导探测系统设计与实现[J];海洋技术;2013年04期
2 刘宗伟;刘夫体;胡亚男;;GPS反演技术用于电波折射误差修正精度分析[J];遥测遥控;2014年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王波;基于雷达杂波和GNSS的大气波导反演方法与实验[D];西安电子科技大学;2011年
2 张金鹏;海上对流层波导的雷达海杂波/GPS信号反演方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵辰冰;海面大气波导探测方法的关键技术研究[D];国家海洋技术中心;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈俊勇;GPS气象遥感技术[J];测绘通报;1997年09期
2 胡国荣,欧吉坤;改进的高动态GPS定位自适应卡尔曼滤波方法[J];测绘学报;1999年04期
3 董绪荣,陶大欣;一个快速Kalman滤波方法及其在GPS动态数据处理中的应用[J];测绘学报;1997年03期
4 胡雄,曾桢,张训械,熊建刚,张冬娅,黄泽荣,艾勇;无线电掩星技术及其应用[J];电波科学学报;2002年05期
5 张训械,曾桢,胡雄,张东娅;山基无线电掩星模拟[J];电波科学学报;2004年05期
6 赵红梅,江长荫;实际应用中星载SAR的相位修正[J];电波科学学报;2005年01期
7 孙方;王红光;康士峰;林乐科;;大气波导环境下的射线追踪算法[J];电波科学学报;2008年01期
8 杨志强;陈祥明;赵振维;;对流层电波折射误差修正经验模型研究[J];电波科学学报;2008年03期
9 郭立新;李宏强;杨超;吴振森;;改进DMFT算法研究粗糙海上蒸发波导中的电波传输特性[J];电波科学学报;2009年03期
10 王波;吴振森;赵振维;王红光;;基于蚁群算法的雷达海杂波反演蒸发波导研究[J];电波科学学报;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 宋淑丽;地基GPS网对水汽三维分布的监测及其在气象学中的应用[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2004年
2 曾桢;地球大气无线电掩星观测技术研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 王波;地基微波辐射计大气环境遥感研究[D];中国海洋大学;2007年
2 丁朋辉;GPS非差相位精密单点定位算法研究与实现[D];中国测绘科学研究院;2008年
3 陈祥明;大气折射率剖面模型与电波折射误差修正方法研究[D];中国海洋大学;2008年
4 韩星星;雷达海杂波反演海面大气波导的研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 杨德草;海杂波反演大气波导的模拟退火算法[D];西安电子科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 官莉;张雪慧;王喆;;COSMIC大气产品研究[J];安徽农业科学;2008年18期
2 张中波;唐林;王治平;;湖南东江水库流域水汽特征及人工增雨潜力分析[J];安徽农业科学;2008年26期
3 牟凤军;官莉;;GPS/MET与气象卫星反演大气可降水量的比较[J];安徽农业科学;2009年01期
4 李昂晟;张有全;陈蓓蓓;周环;;利用GAMIT软件反演北京大气可降水量的初步研究[J];安徽农业科学;2009年04期
5 黄彦彬;陆振宇;;海南岛地基GPS遥感水汽研究及与气象要素的相关分析[J];安徽农业科学;2009年16期
6 田广元;田鹏波;陈刚;胡伟;;利用温度露点差判别沈阳地区云体的统计分析[J];安徽农业科学;2009年33期
7 任赛赛;陈渭民;文明章;;福州地区太阳辐射特征及日总辐射计算模型[J];安徽农业科学;2010年01期
8 赵姝慧;杨旭;胡伟;;2009年春辽宁省久旱降水过程增雨作业分析[J];安徽农业科学;2010年01期
9 吴蓁;郑世林;席世平;王纪军;;河南省霾的空间分布及其变化特征[J];安徽农业科学;2010年04期
10 潘军;刘峰;钟加杰;;南海热带气旋0809号“北冕”对华南天气的影响[J];安徽农业科学;2010年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董林;符娇兰;宗志平;;2011年隆冬北京初雪的成因分析[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
2 马鹏辉;陈剑;;浙北地区一次深秋强对流天气过程分析[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
3 谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;;GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
4 张敏虎;任章;;神经网络辅助高动态GPS/INS组合导航融合算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 刘志平;郭广礼;赵自强;;GPS单差-非差观测值精度及相关性估计[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 赵伟;胡彩波;楚恒林;;导航卫星有效载荷地面测试试验优化设计[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 唐颖哲;曾安敏;刘光明;秦显平;吴富梅;;载波相位单点定位方法及精度分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 吴宅莲;吴会英;刘国华;;GPS广播星历参数算法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 逄淑涛;董绪荣;王威;柳迪;;基于改进LAMBDA算法的GNSS载波相位姿态测量方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
10 周率;陈丽华;史荟燕;;信号传播过程中的空间环境效应研究进展[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 武心安;未知环境下自主式水下潜器路径规划问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 许志远;雾天降质图像增强方法研究及DSP实现[D];大连海事大学;2010年
5 毕德仓;微波调制测风激光雷达新方法和激光雷达测量温度关键技术的研究[D];中国海洋大学;2010年
6 刘金婷;多陆面模式、多驱动场对新疆地区陆面过程模拟研究及结果集成[D];中国海洋大学;2010年
7 陆济湘;三维物体建模和场景构造技术研究[D];华中科技大学;2010年
8 鲁晶津;地球电磁三维数值模拟的多重网格方法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 宫轶松;粒子滤波算法研究及其在GPS/DR组合导航中的应用[D];解放军信息工程大学;2010年
10 叶修松;机载激光水深探测技术基础及数据处理方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王宏涛;精密单点定位技术在GPS辅助空中三角测量中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
2 刘超;聚氨酯膜预防综放巷道煤层自燃技术的研究[D];山东科技大学;2010年
3 黄昆学;GPS激光测距系统的算法研究及实现[D];山东科技大学;2010年
4 单冬冬;去除薄雾的图像恢复与增强算法研究[D];长春理工大学;2010年
5 张力淼;农村电力网规划计算机辅助设计系统的研究[D];郑州大学;2010年
6 李本玉;GPS/GLONASS精密单点定位技术模型与算法的研究[D];山东农业大学;2010年
7 洪伟;基于ARM的GPS接收机导航解算模块设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 郑秀华;基于虚拟仪器的SINS/GPS组合导航系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 闫鑫;基于抗差估计的GPS/MIMU组合导航滤波算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 支春阳;GPS航姿仪的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田斌;察豪;周沫;宋伟;张宁;;蒸发波导解析MGB模型适应性研究[J];兵工学报;2010年06期
2 张益强;张其善;杨东凯;李紫薇;;基于GPS遥感的延迟映射接收机关键技术[J];北京航空航天大学学报;2006年03期
3 黄漫国;樊尚春;郑德智;邢维巍;;多传感器数据融合技术研究进展[J];传感器与微系统;2010年03期
4 刘成国,蔺发军,潘中伟,张玉生;大气波导环境数据库及其应用[J];电波科学学报;2002年01期
5 蔺发军,刘成国,潘中伟;近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较[J];电波科学学报;2002年03期
6 刘成国,黄际英,江长荫;东南沿海对流层大气波导结构的出现规律[J];电波科学学报;2002年05期
7 胡雄,曾桢,张训械,熊建刚,张冬娅,黄泽荣,艾勇;无线电掩星技术及其应用[J];电波科学学报;2002年05期
8 蔺发军,刘成国,成思,杨玉萍;海上大气波导的统计分析[J];电波科学学报;2005年01期
9 刘爱国;察豪;刘峰;;基于雷达海杂波的大气折射率剖面估计技术[J];电波科学学报;2007年05期
10 孙方;王红光;康士峰;林乐科;;大气波导环境下的射线追踪算法[J];电波科学学报;2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 陈莉;中国近海大气波导的统计特征分析及演变机理的数值研究[D];中国海洋大学;2010年
2 王波;基于雷达杂波和GNSS的大气波导反演方法与实验[D];西安电子科技大学;2011年
3 刘成国;蒸发波导环境特性和传播特性及其应用研究[D];西安电子科技大学;2003年
4 金欣磊;基于PSO的多目标优化算法研究及应用[D];浙江大学;2006年
5 胡绘斌;预测复杂环境下电波传播特性的算法研究[D];国防科学技术大学;2006年
6 成印河;海上低空大气波导的遥感反演及数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
7 赵小龙;电磁波在大气波导环境中的传播特性及其应用研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 杨超;大气波导中电磁波传播及反演关键技术[D];西安电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何宇翔;大气波导模拟分析及雷达资料三维插值处理[D];南京气象学院;2003年
2 赵小龙;蒸发波导环境中的电磁场分布研究[D];西安电子科技大学;2005年
3 牛国朋;单频软件GPS接收机设计与实现研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2006年
4 徐敏;实时GPS软件接收机研究与实现[D];上海交通大学;2007年
5 赵永翔;多目标差分演化算法的构造及其应用[D];武汉理工大学;2007年
6 余兵;差分进化算法及其应用[D];西安工程大学;2007年
7 吴亮红;差分进化算法及应用研究[D];湖南大学;2007年
8 章勇;GPS信号模拟技术及软件接收机的研究[D];上海交通大学;2008年
9 吴凡;大气波导中的抛物型方程法研究[D];武汉理工大学;2008年
10 王安华;软件GPS接收机的设计与实现[D];重庆大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 赵辰冰;齐占辉;张锁平;;基于信息融合技术的多传感器大气波导探测研究[J];传感器与微系统;2014年04期
2 孙方;康士峰;王红光;;海杂波中的超视距雷达探测性能分析[J];通信技术;2012年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张金鹏;海上对流层波导的雷达海杂波/GPS信号反演方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程鹏飞,蔡艳辉,王华;广域差分的全矢量法[J];测绘工程;2005年03期
2 徐天河,杨元喜;改进的Sage自适应滤波方法[J];测绘科学;2000年03期
3 程鹏飞,蔡艳辉,王华;GridGNSS——网格化全球卫星导航系统[J];测绘科学;2005年04期
4 刘红新;程鹏飞;王解先;成英燕;;GPS卫星轨道数值积分与广播星历及IGS精密星历的比较[J];测绘科学;2006年04期
5 段五杏,吴显兵;Sherneck海潮系数对中国GPS网的适用性分析[J];测绘通报;2001年10期
6 蔡艳辉;程鹏飞;李夕银;;用卡尔曼滤波进行GPS动态定位[J];测绘通报;2006年07期
7 程鹏飞;杨元喜;李建成;孙汉荣;秘金钟;;我国大地测量及卫星导航定位技术的新进展[J];测绘通报;2007年02期
8 胡国荣,欧吉坤;改进的高动态GPS定位自适应卡尔曼滤波方法[J];测绘学报;1999年04期
9 陈义;利用精密星历进行单点定位的数学模型和初步分析[J];测绘学报;2002年S1期
10 欧吉坤;测量平差中不适定问题解的统一表达与选权拟合法[J];测绘学报;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 杨力;大气对GPS测量影响的理论与研究[D];解放军信息工程大学;2001年
2 王小亚;GPS在地球物理方面的应用[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2002年
3 符养;中国大陆现今地壳形变与GPS坐标时间序列分析[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2002年
4 刘成国;蒸发波导环境特性和传播特性及其应用研究[D];西安电子科技大学;2003年
5 宋淑丽;地基GPS网对水汽三维分布的监测及其在气象学中的应用[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2004年
6 曾桢;地球大气无线电掩星观测技术研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2003年
7 胡绘斌;预测复杂环境下电波传播特性的算法研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 龚佑兴;GPS单点定位研究[D];中南大学;2004年
2 祁芳;卡尔曼滤波算法在GPS非差相位精密单点定位中的应用研究[D];武汉大学;2003年
3 程义军;基于IGS精密星历的GPS卫星轨道分析[D];武汉大学;2005年
4 秦广军;遗传算法的改进研究与应用[D];郑州大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董春来;周立;史建青;;GNSS多功能实验室的构建与实践[J];实验室研究与探索;2011年02期
2 苗履丰;GNSS导航定位系统(续)[J];测绘科学;1997年03期
3 P.J.G.Teunissen;一个新的GNSS模糊度估计类[J];武汉大学学报(信息科学版);2004年09期
4 易昌华;;定位技术的几个前沿问题[J];物探装备;2007年03期
5 冯炜;邵佳妮;徐昕诰;樊月波;;GNSS连续运行参考站的检验及维护[J];地理空间信息;2010年03期
6 巴晓辉;刘海洋;郑睿;陈杰;;一种有效的GNSS接收机载噪比估计方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2011年04期
7 谢向进;荣幸;;GNNS技术在变形监测中的应用[J];科技资讯;2008年23期
8 李健;吕志平;乔书波;;连续运行参考站网的演化与发展趋势[J];测绘科学;2008年S1期
9 李健;吕志平;乔书波;;连续运行参考站网的演化与发展趋势[J];测绘科学;2008年S3期
10 李清辉;支志英;文伟帆;;新疆油田连续运行参考站网络建设与应用[J];测绘通报;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡晓;高伟;李本玉;;GNSS卫星导航系统关键技术的研究与思考[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
2 Zeynep Elmas;Chris Hill;Marcio Aquino;Terry Moore;;Innovative Atmosphere Effect Mitigation Using New GNSS Signals[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 韩涛;卢晓春;王雪;绕永南;;基于微分动力系统的GNSS互操作评价模型[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
4 ;A Data Assisted GNSS Code Tracking Loop[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
5 邓志鑫;赵彦雷;司东晓;;GNSS终端抗干扰技术综述[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 杨峻;黄波;张达文;戴忠东;;GNSS接收机实现中对硬件位长的选择[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 宋欣;毕琰;王炜;;GNSS接收机中一种新的基于相位角的多普勒频偏去除方法[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 桑怀胜;;一种全局最优的空时抗干扰GNSS接收机设计[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 ;Performance Analysis of Carrier Loop on the Deep Coupling of Low Cost INS/GNSS[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S09组合导航与导航新方法[C];2012年
10 张萌;寇艳红;;多通道GNSS信号直接射频采样系统设计和验证[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陶渝;重庆建成国土资源GNSS网络信息系统[N];中国测绘报;2011年
2 通讯员 张峰;宝鸡市局加强GNSS参考站网建设[N];中国气象报;2010年
3 记者 裴蕾;测绘气象共建GNSS基准站[N];四川日报;2010年
4 记者 张敏霞 通讯员 王存林;陆态网沱沱河GNSS基准站建成并试运行[N];格尔木日报;2011年
5 记者 万勇治;青海海东地区GNSS连续运行参考站建成试运行[N];中国测绘报;2011年
6 通讯员 彭祥荣;“陆态网”民勤GNSS基准站投入试运行[N];中国气象报;2010年
7 驻站记者 李云飞 通讯员 田鹏程;中国大陆构造环境监测网络阿鲁科尔沁GNSS基准站投入试运行[N];赤峰日报;2010年
8 王岩;包头用GNSS管理市政布局[N];中国建设报;2010年
9 记者 谢必如 特约记者 白文起 通讯员 陶渝;重庆建成国土资源GNSS网络系统[N];中国国土资源报;2011年
10 中国电波传播研究所青岛分所 曹冲;车载卫星导航离我们很近[N];计算机世界;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘卫;GNSS兼容与互操作总体技术研究[D];上海交通大学;2011年
2 叶萍;MEMS IMU/GNSS超紧组合导航技术研究[D];上海交通大学;2011年
3 吴学睿;GNSS-R陆面遥感散射特性研究[D];大连海事大学;2012年
4 陈坡;GNSS/INS深组合导航理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2013年
5 贺成艳;GNSS空间信号质量评估方法研究及测距性能影响分析[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2013年
6 朱庆林;基于单站地基GNSS的电波折射参数估计[D];西安电子科技大学;2010年
7 王立端;星载GNSS/INS超紧组合技术研究[D];上海交通大学;2010年
8 张欣;GNSS实时矢量跟踪技术研究[D];上海交通大学;2013年
9 徐洪亮;GNSS性能增强技术研究[D];上海交通大学;2013年
10 聂俊伟;GNSS天线阵抗干扰算法及性能评估技术研究[D];国防科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张俊;基于GNSS高速列车多源信息融合定位模型及其算法研究[D];华东交通大学;2013年
2 冯远远;IRS/GNSS导航综合性能评估技术[D];南京航空航天大学;2010年
3 腾小霁;GNSS-R海洋反射接收机信号跟踪模块设计[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2010年
4 段亚锋;数字多波束GNSS抗干扰处理机实现[D];国防科学技术大学;2010年
5 付欣;基于DTMB-GNSS的联合定位方法研究[D];西安科技大学;2010年
6 李云飞;高灵敏度GNSS跟踪关键技术研究[D];浙江大学;2011年
7 严细辉;GNSS/INS紧组合列车自主定位融合算法研究[D];北京交通大学;2011年
8 梁立林;GNSS-R接收机中数字波束形成系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
9 刘毅;GNSS接收机抗干扰技术研究与实现[D];电子科技大学;2011年
10 刘明明;支持区域导航的GNSS性能分析[D];南京航空航天大学;2011年
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