BDS/GPS短期ISB建模和預(yù)報(bào)的Kalman濾波方法
發(fā)布時(shí)間:2021-08-24 18:13
ISB是多系統(tǒng)PPP數(shù)據(jù)處理中必須要考慮的一項(xiàng)誤差,因此有必要對(duì)BDS/GPS短期ISB建模和預(yù)報(bào)進(jìn)行研究。為了提高ISB預(yù)報(bào)精度,針對(duì)等權(quán)LS(least square)估計(jì)ISB模型參數(shù)時(shí)忽略了擬合數(shù)據(jù)權(quán)重不同的問題,提出了采用Kalman濾波對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì),并根據(jù)ISB擬合數(shù)據(jù)距預(yù)報(bào)時(shí)刻的遠(yuǎn)近調(diào)整Kalman濾波擬合數(shù)據(jù)的方差。本文采用7d的ISB數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,根據(jù)所建模型預(yù)報(bào)第8天的ISB值,并對(duì)預(yù)報(bào)精度和定位結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。進(jìn)行試驗(yàn)的4個(gè)測(cè)站Kalman擬合模型的ISB預(yù)報(bào)精度比LS擬合模型分別提高了29.7%、11.5%、43.5%和32.0%。采用Kalman擬合模型的ISB預(yù)報(bào)值作為先驗(yàn)約束,PPP平均定位精度在E和U方向上比采用LS擬合模型預(yù)報(bào)值分別多提高了2.7%和0.9%,比不加ISB先驗(yàn)約束在E、N、U方向分別提高了10.6%、26.3%和3.4%。
【文章來(lái)源】:測(cè)繪學(xué)報(bào). 2016,45(S2)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
圖2年積日第88天23:50至第89天00:05共4個(gè)歷元精密衛(wèi)星鐘差的歷元差
第S2期張輝,等:BDS/GPS短期ISB建模和預(yù)報(bào)的Kalman濾波方法束,當(dāng)ISB模型第5—7天的擬合精度小于1ns時(shí),先驗(yàn)精度。保睿螅(dāng)擬合精度大于1ns時(shí),先驗(yàn)精度取擬合精度。圖5給出了不加ISB先驗(yàn)約束和使用ISB先驗(yàn)約束PPP的定位誤差,表6給出了相應(yīng)的定位誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果。圖4Kalman濾波和等權(quán)LS方法ISB模型的預(yù)報(bào)精度Fig.4TheRMSvaluesofISBpredictionbyKalmanfilterandLSmodels表5Kalman濾波和等權(quán)LS方法ISB模型的預(yù)報(bào)精度和最后3d的建模精度Tab.5ModellingaccuracyofKalmanfilterandLSmodelsforthelastthreedaysandthepredictionaccuracyofthetwomodelsnsstationsmodellingaccuracypredictionaccuracyLS_modelKalman_modelLS_preKalman_preCUT00.220.220.370.26MAYG2.252.340.870.77MRO10.310.240.230.13NNOR0.240.221.000.68圖5不加ISB先驗(yàn)約束和分別采用兩種模型ISB預(yù)測(cè)值先驗(yàn)約束的靜態(tài)PPP在E、N、U方向的定位誤差RMSFig.5TheRMSvaluesforstaticPPPsolutionsinEast,NorthandUpcomponentswi
第S2期張輝,等:BDS/GPS短期ISB建模和預(yù)報(bào)的Kalman濾波方法LS擬合模型的振幅變小,周期性也更加明顯,模型的擬合精度得到了提高。CUT0、MRO1和NNOR3個(gè)站,跳變修正前模型與原始ISB序列的擬合精度分別為0.62ns、0.63ns、0.60ns,跳變修正后模型與修正ISB序列的擬合精度分別為0.28ns、0.58ns、044ns,擬合精度均有較大提高。圖2年積日第88天23:50至第89天00:05共4個(gè)歷元精密衛(wèi)星鐘差的歷元差Fig.2Ordinalepochdifferenceofprecisesatelliteclockfrom23:50inthedayofyear88to00:05inthedayofyear89為了對(duì)Kalman濾波和等權(quán)LS方法進(jìn)行比較,試驗(yàn)均采用跳變修正后的ISB數(shù)據(jù),其中MAYG站ISB序列沒有超過(guò)跳變閾值,未作跳變修正。使用LS方法估計(jì)模型參數(shù)時(shí),對(duì)ISB擬合數(shù)據(jù)采用等權(quán)處理的方式。采用Kalman濾波方法估計(jì)模型參數(shù)時(shí),以擬合數(shù)據(jù)最后3d的ISB平均值為標(biāo)準(zhǔn)確定擬合數(shù)據(jù)的方差,如式(8)所示。在確定模型參數(shù)后利用ISB模型預(yù)報(bào)年積日94天的ISB值,并用當(dāng)天的ISB估計(jì)值對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。Kalman濾波方法的ISB模型參數(shù)和周期項(xiàng)見表3。此外,對(duì)ISB模型參數(shù)估值進(jìn)行了顯著性檢驗(yàn)。給定顯著水平α=0.05,自由度為326,對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)臨界值為tα/2=1.967。周期Pi
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Characterization of multi-GNSS between-receiver differential code biases using zero and short baselines[J]. Baocheng Zhang,Peter J.G.Teunissen. Science Bulletin. 2015(21)
[2]北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)的PPP精度分析[J]. 朱永興,馮來(lái)平,賈小林,張清華,阮仁桂. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]BDS/GPS精密單點(diǎn)定位收斂時(shí)間與定位精度的比較[J]. 張小紅,左翔,李盼,潘宇明. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2015(03)
本文編號(hào):3360479
【文章來(lái)源】:測(cè)繪學(xué)報(bào). 2016,45(S2)北大核心EICSCD
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【部分圖文】:
圖2年積日第88天23:50至第89天00:05共4個(gè)歷元精密衛(wèi)星鐘差的歷元差
第S2期張輝,等:BDS/GPS短期ISB建模和預(yù)報(bào)的Kalman濾波方法束,當(dāng)ISB模型第5—7天的擬合精度小于1ns時(shí),先驗(yàn)精度。保睿螅(dāng)擬合精度大于1ns時(shí),先驗(yàn)精度取擬合精度。圖5給出了不加ISB先驗(yàn)約束和使用ISB先驗(yàn)約束PPP的定位誤差,表6給出了相應(yīng)的定位誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果。圖4Kalman濾波和等權(quán)LS方法ISB模型的預(yù)報(bào)精度Fig.4TheRMSvaluesofISBpredictionbyKalmanfilterandLSmodels表5Kalman濾波和等權(quán)LS方法ISB模型的預(yù)報(bào)精度和最后3d的建模精度Tab.5ModellingaccuracyofKalmanfilterandLSmodelsforthelastthreedaysandthepredictionaccuracyofthetwomodelsnsstationsmodellingaccuracypredictionaccuracyLS_modelKalman_modelLS_preKalman_preCUT00.220.220.370.26MAYG2.252.340.870.77MRO10.310.240.230.13NNOR0.240.221.000.68圖5不加ISB先驗(yàn)約束和分別采用兩種模型ISB預(yù)測(cè)值先驗(yàn)約束的靜態(tài)PPP在E、N、U方向的定位誤差RMSFig.5TheRMSvaluesforstaticPPPsolutionsinEast,NorthandUpcomponentswi
第S2期張輝,等:BDS/GPS短期ISB建模和預(yù)報(bào)的Kalman濾波方法LS擬合模型的振幅變小,周期性也更加明顯,模型的擬合精度得到了提高。CUT0、MRO1和NNOR3個(gè)站,跳變修正前模型與原始ISB序列的擬合精度分別為0.62ns、0.63ns、0.60ns,跳變修正后模型與修正ISB序列的擬合精度分別為0.28ns、0.58ns、044ns,擬合精度均有較大提高。圖2年積日第88天23:50至第89天00:05共4個(gè)歷元精密衛(wèi)星鐘差的歷元差Fig.2Ordinalepochdifferenceofprecisesatelliteclockfrom23:50inthedayofyear88to00:05inthedayofyear89為了對(duì)Kalman濾波和等權(quán)LS方法進(jìn)行比較,試驗(yàn)均采用跳變修正后的ISB數(shù)據(jù),其中MAYG站ISB序列沒有超過(guò)跳變閾值,未作跳變修正。使用LS方法估計(jì)模型參數(shù)時(shí),對(duì)ISB擬合數(shù)據(jù)采用等權(quán)處理的方式。采用Kalman濾波方法估計(jì)模型參數(shù)時(shí),以擬合數(shù)據(jù)最后3d的ISB平均值為標(biāo)準(zhǔn)確定擬合數(shù)據(jù)的方差,如式(8)所示。在確定模型參數(shù)后利用ISB模型預(yù)報(bào)年積日94天的ISB值,并用當(dāng)天的ISB估計(jì)值對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。Kalman濾波方法的ISB模型參數(shù)和周期項(xiàng)見表3。此外,對(duì)ISB模型參數(shù)估值進(jìn)行了顯著性檢驗(yàn)。給定顯著水平α=0.05,自由度為326,對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)臨界值為tα/2=1.967。周期Pi
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Characterization of multi-GNSS between-receiver differential code biases using zero and short baselines[J]. Baocheng Zhang,Peter J.G.Teunissen. Science Bulletin. 2015(21)
[2]北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)的PPP精度分析[J]. 朱永興,馮來(lái)平,賈小林,張清華,阮仁桂. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]BDS/GPS精密單點(diǎn)定位收斂時(shí)間與定位精度的比較[J]. 張小紅,左翔,李盼,潘宇明. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2015(03)
本文編號(hào):3360479
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