[发明专利]基于局部均值分解滤波的变形监测GNSS多路径效应改正方法

权利要求书

1.一种基于局部均值分解滤波的变形监测GNSS多路径效应改正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取任意一组连续多天观测的GNSS原始监测数据，并采用双差模式解算得到监测点的X、Y、Z三方向的坐标残差序列；

S2、采用局部均值分解法分别对S1得到的X、Y、Z三方向的坐标残差序列进行分解处理，得到一系列从高频到低频分布的PF分量及一个残余分量；

S3、采用连续均方误差准则获取代表高频噪声的PF分量与代表低频多路径信号的PF分量的分界点；

S4、根据S3得到的分界点剔除高频噪声信号，并分别利用剩余PF分量及所述残余分量构造X、Y、Z三方向的多路径重复信号；

S5、将S4得到的X、Y、Z三方向的多路径信号对后一天的GNSS坐标残差序列进行改正处理。

2.根据权利要求1所述的基于局部均值分解滤波的变形监测GNSS多路径效应改正方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下分步骤：

S2.1、记X、Y、Z某方向原始坐标残差序列为x(t)，计算x(t)的局部均值和局部幅值，有：

其中，m_i为局部均值，a_i为局部幅值，x(n_i)为局部极值点n_i的极值，x(n_i+1)为局部极值点n_i+1的极值；

S2.2、采用滑动平均法处理局部均值和局部幅值，得到局部均值函数m₁₁(t)和包络估计函数a₁₁(t)；

S2.3、将局部均值函数m₁₁(t)从坐标残差序列x(t)中分离，得到：

h₁₁(t)＝x(t)-m₁₁(t)，

用包络估计函数a₁₁(t)解调h₁₁(t)，得到：

s₁₁(t)＝h₁₁(t)/a₁₁(t)，

计算s₁₁(t)的包络估计函数a₁₂(t)，如果a₁₂(t)≠1，则该过程对s₁₁(t)重复进行；计算s₁₁(t)的局部均值函数m₁₂(t)，将m₁₂(t)从s₁₁(t)中分离，并用a₁₂(t)对h₁₂(t)解调；整个过程重复进行，直至获得纯频率调制信号s_1n(t)；

S2.4、计算包络信号a₁(t)：

S2.5、计算第一个乘积函数，得到：

PF₁(t)＝a₁(t)s_1n(t)；

S2.6、将PF₁(t)从坐标残差序列x(t)中剔除，得到新的信号u₁(t)，整个过程重复k次，直至最终的u_k(t)单调，获取的所有乘积函数为：PF₁(t)～PF_k(t)。

3.根据权利要求1所述的基于局部均值分解滤波的变形监测GNSS多路径效应改正方法，其特征在于，所述步骤S3中采用的连续均方误差准则满足以下公式：

其中，分别表示从PF_l、PF_l+1开始重构后的信号；l＝1,2,...,k，k为局部均值分解法的分解层数，N为信号长度；

高频噪声的PF分量与代表低频多路径信号的PF分量的分界点满足以下公式：

其中，j为分界点。

4.根据权利要求1所述的基于局部均值分解滤波的变形监测GNSS多路径效应改正方法，其特征在于，所述步骤S4中利用剩余PF分量及残余分量构造多路径重复信号满足以下公式为：

其中，u_k(t)为局部均值分解的残余分量。