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基于小波技术的时序分析法用于GPS监测数据处理的研究

石双忠  
【摘要】:本文通过对GPS理论、监测技术和几种传统数据处理方法的研究,结合实际算例,提出一种基于小波消噪的时序分析法,并对这种处理方法在GPS监测中的应用作了充分的论证。 GPS用于变形监测有着广阔的前景,但作为新的监测手段,其误差来源及误差对信号的影响程度,与传统的监测方法有着本质的不同。如果在工程应用中,仍然按照传统的数据处理方法来处理GPS监测数据,往往不能获得满意的监测结果。考虑到小波技术在粗差探测、消噪方面有特殊的作用,结合几种经典的数据处理方法的不同功能,本文就把小波分析与传统数据处理技术结合作为研究对象,提出一种基于小波消噪的时序分析改进法。从GPS基本理论出发,分析了GPS测量的误差来源,提出了一些改正措施,简要阐述了GPS用于监测的工作模式、应用现状、数据采集与处理方式,详细讨论了几种常用的数据处理方法的基本理论,包括回归分析法、频谱分析法、时序分析法、卡尔曼分析法,同时在充分研究小波理论的基础上,进一步结合小波技术,提出了一种时序分析的改进方法,并在实例中加以应用,结果表明,经过小波处理后,时序分析法有在预报方面明显的进步。 算例中,原始序列z分量有将近6cm的变化幅度,通过一维离散小波的处理,去噪与剔除粗差后,通过作时序分析,结果其1步预报残差不超过9mm,而去噪前1步预报残差达到12mm,并且在2、3步预报中,小波处理后的时序分析法比小波处理前的时序分析法精度高。这一点进一步说明了这种改进方法的可行性。


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