【摘要】：GPS以其諸多優(yōu)點廣泛應用在測繪領域。GPS測量技術與常規(guī)測量技術相比雖有許多優(yōu)勢,但測量過程中會受到衛(wèi)星、大氣以及接收機等多種誤差源的影響。其中大部分系統(tǒng)誤差可以通過誤差改正模型、雙頻觀測、差分測量等手段來消除,但觀測隨機噪聲、多路徑效應等偶然誤差由于不具有空間相關性和規(guī)律性,因此難以消除。這些誤差附著在GPS信號上,最終影響定位精度。隨著測量技術的發(fā)展,對觀測精度的要求越來越高,GPS信號去噪就變得十分必要。本文完成的主要工作內(nèi)容如下:1.信號去噪方法的分析。對信號濾波去噪方法,包括SSA、EMD以及ICA等的原理、研究現(xiàn)狀進行了分析,并研究了它們各自的優(yōu)勢和不足。針對EMD方法的模態(tài)混疊問題和ICA方法需要多通道觀測量作為輸入量的問題提出了一種聯(lián)合降噪方法,該方法充分結(jié)合兩者的優(yōu)點,以下簡稱EMD-ICA濾波降噪法。2.GPS觀測隨機噪聲的去噪分析。通過GPS仿真信號的去噪實驗驗證SSA、EMD以及EMD-ICA三種方法的去噪能力。結(jié)果表明,三種方法均能有效分離GPS仿真信號中的隨機噪聲信號。通過對比分析發(fā)現(xiàn),SSA方法的去噪效果明顯優(yōu)于另外兩種方法,EMD-ICA方法略優(yōu)于EMD方法,說明EMD-ICA方法能夠一定程度上克服EMD方法的模態(tài)混疊問題。3.GPS多路徑效應分析。利用多路徑效應的周日重復性特點,對位移序列中的多路徑效應進行提取和改正。首先在實測GPS數(shù)據(jù)基礎上利用SSA、EMD、EMD-ICA三種去噪方法對連續(xù)三天位移時間序列進行降噪處理,建立各天多路徑誤差改正模型;再利用第一天多路徑改正模型對其他幾天位移時間序列進行多路徑效應改正。結(jié)果表明,與EMD、EMD-ICA相比,SSA方法建立的多路徑模型對臨近幾天的多路徑效應誤差削弱效果最好。
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P228.4
【圖文】：

根據(jù)隨機噪聲對不同類型ＧＰＳ觀測數(shù)據(jù)的影響程度，在偽距觀測量施加逡逑０．０５ｍ？０．９０ｍ等效距離偏差的隨機誤差影響；載波相位觀測量施加０．００１ｍ？０．０１０ｍ等效逡逑距離偏差的隨機誤差影響。圖３．１為Ｄａｔａ邋Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ邋Ｔｏｏｌ邋ＧＰＳＳＩＭ模塊ＧＰＳ觀測數(shù)據(jù)的逡逑仿真流程。逡逑測站信息、時間、數(shù)據(jù)類型等初始值設置逡逑邐＾邋ｒ邐邋邐＾邋ｒ邐逡逑標準軌道文件邐測站坐標文件逡逑地球運動模型邐邐邐邋邐邐逡逑設置誤差參數(shù)逡逑邐邐邐邋邐；邋ｒ邐邋邐＞邋［邐逡逑邐？計算衛(wèi)星軌跡邐計算測站位置逡逑ｉ￣￣＇￣￣邋—＇￣￣Ｉ邐１逡逑衛(wèi)星與測站間２邐ｉｆ仰２：玄邐、隨機噪聲的等逡逑實際距離４１邐邋邐＾效距離偏差逡逑＞邋ｒ邐逡逑迭代求偽距、逡逑載波觀測值４邐逡逑邐ＪＴ邐逡逑仿真觀測數(shù)據(jù)逡逑生成逡逑圖３．１邋ＧＰＳ觀測數(shù)據(jù)仿真流程圖逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ＧＰＳ邋ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ邋ｄａｔａ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ逡逑３０逡逑

模擬生成２０１５年年積日為２３０的高頻靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)，采樣頻率為１Ｈｚ，數(shù)據(jù)采樣間隔為逡逑１Ｓ，信號長度為３６００。最終得到ＢＪＦＳ站對ＧＰＳ第８顆衛(wèi)星的仿真觀測數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果逡逑如下圖所示，其中圖３．２為模擬８號衛(wèi)星的Ｐ２測碼偽距觀測信號以及０．５ｍ的隨機噪聲逡逑信號，圖３．３為模擬８號衛(wèi)星Ｌ１載波相位觀測信號以及０．０２ｍ的隨機噪聲信號。圖中（ａ）逡逑為含噪仿真原始觀測數(shù)據(jù)信號，（ｂ）為加入的仿真隨機噪聲信號。逡逑ｘ１0７邐（ａ）含噪Ｐ２原始信號逡逑２．２５，！邐－邐－邐邐邐：邐邐－．．．．．．－——一一■—，－一－逡逑２．２－邋－？逡逑■ｉ邐？？…逡逑＠２．１５＊逡逑２．１邋一逡逑＾逡逑２．０５

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【參考文獻】

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本文編號：2747174