【摘要】：鑒于滑坡體形變監(jiān)測對GPS提出的高精度定位要求,本文在清晰闡述了GPS定位原理、定位誤差成因以及卡爾曼濾波算法的基礎(chǔ)上,研究設(shè)計了滑坡體形變監(jiān)測GPS載波相位差分定位與Kalman濾波算法模型,并進(jìn)行了嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計算機(jī)仿真實驗。 在對不同的定位方式的分析對比中,闡明了選擇單基準(zhǔn)站載波相位差分定位方式的合理性；在對影響定位精度的各類誤差的分析中,闡明了選擇差分定位抑制定位誤差和選擇卡爾曼濾波改善定位精度的合理性。 設(shè)計了載波相位雙差定位數(shù)學(xué)模型和卡爾曼濾波模型。通過載波相位的單次求差,消除了衛(wèi)星鐘差和星歷誤差影響,減弱了電離層和對流層折射誤差影響。通過載波相位的二次求差,在消除衛(wèi)星時鐘誤差基礎(chǔ)上,進(jìn)一步消除了監(jiān)測點的接收機(jī)時鐘誤差,同時減少了未知數(shù)個數(shù)。在載波相位的二次求差過程中,通過消除雙差載波相位整周模糊度模型,消除了載波相位雙差模糊度影響。通過卡爾曼濾波模型,消除了擾動噪聲和測量噪聲的影響。利用由載波相位二次差分與卡爾曼濾波算法結(jié)合求解得到的坐標(biāo)改正值來修正監(jiān)測點的定位坐標(biāo),將求解得到的坐標(biāo)改正值進(jìn)行抽樣并對其相應(yīng)觀測歷元的監(jiān)測點概略坐標(biāo)進(jìn)行修正,有效地保證了定位精度的提高,并通過計算機(jī)仿真實驗了定位算法,實驗結(jié)果數(shù)據(jù)驗證了本文算法的可行性及有效性。 本課題對提高GPS定位精度,滿足其在滑坡體形變監(jiān)測預(yù)防、預(yù)報中的應(yīng)用,進(jìn)行了有效的理論研究和實驗仿真。
[Abstract]:In view of the high precision positioning requirements of landslide deformation monitoring for GPS, the principle of GPS positioning, the cause of location error and the Kalman filter algorithm are clearly described in this paper. The algorithm model of GPS carrier phase difference location and Kalman filter for landslide deformation monitoring is studied and designed, and rigorous mathematical derivation and computer simulation experiment are carried out. In the analysis and comparison of different positioning methods, the rationality of choosing the carrier phase difference positioning method for single reference station is expounded, and in the analysis of all kinds of errors that affect the positioning accuracy, The reasonableness of selecting differential location to suppress positioning error and selecting Kalman filter to improve positioning accuracy are expounded. The mathematical model of carrier phase dual difference location and Kalman filter model are designed. The influence of satellite clock error and ephemeris error is eliminated and the influence of ionospheric and tropospheric refraction error is weakened by the single calculation of carrier phase. On the basis of eliminating the satellite clock error, the receiver clock error of the monitoring point is further eliminated and the number of unknown numbers is reduced. In the process of second estimation of carrier phase, the influence of carrier phase ambiguity is eliminated by eliminating the integer ambiguity model of double carrier phase. The influence of disturbance noise and measurement noise is eliminated by Kalman filter model. The position coordinates of the monitoring points are corrected by using the coordinate correction value obtained by the combination of the carrier phase quadratic difference and the Kalman filtering algorithm. The coordinates are modified by sampling and the coordinates of the corresponding observation epoch are corrected, which can effectively ensure the improvement of the positioning accuracy, and the localization algorithm is tested by computer simulation. Experimental results show that the proposed algorithm is feasible and effective. In order to improve the positioning accuracy of GPS and to satisfy its application in landslide deformation monitoring and prediction, effective theoretical research and experimental simulation have been carried out in this paper.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P642.22;P228.4;TN713

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本文編號：2146883