[发明专利]一种基于单差滤波的变形监测GNSS信号多路径改正方法

摘要

本发明公开了一种基于单差滤波的变形监测GNSS信号多路径改正方法,利用站间单差观测残差的空间相关特性，采用单差滤波方法固定模糊度并提取载波伪距观测残差，通过对数据残差进行快速傅里叶变换分析及小波降噪，建立离散多路径及反射多路径空间改正图，减弱桥梁变形监测环境中的多路径效应对GNSS载波及伪距观测值的影响。本发明方法充分利用多路径的时空重复特性，可有效提高变形监测中模糊度固定的可靠性及成功率，并提升动态监测的单历元解算精度。

主权项

1.一种基于单差滤波的变形监测GNSS信号多路径改正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采用站间单差观测模型，通过增加初始历元参考星模糊度基准，分别估计各频段站间单差伪距接收机钟差值及各频段站间单差载波接收机钟差值，使得各频段伪距接收机钟差吸收接收机硬件延迟偏差项，各频段载波接收机钟差吸收载波接收机偏差项，恢复载波单差观测值中待估参数的单差模糊度整数特性；步骤2，建立站间单差卡尔曼滤波模型，将步骤1得到的伪距单差观测值和载波单差观测值代入单差卡尔曼滤波模型中实时估计监测站坐标位置、接收机各频段钟差及卫星单差模糊度，固定模糊度以获得稳定固定坐标结果及伪距观测残差、载波观测残差；步骤3，采用快速傅里叶变换及小波降噪对载波观测残差、伪距观测残差进行分析及提取，分别分离其对应的离散多路径、反射多路径及观测噪声，结合卫星入射高度角及方位角，建立其对应的伪距多路径空间改正图、载波多路径空间改正图，并用于之后各天的数据处理中；步骤4，利用第一天伪距多路径空间改正图、载波多路径空间改正图，实时计算卫星方位角和高度角，匹配相应的各频段伪距多路径观测值及载波多路径观测值，并修正到相应卫星的单差观测值中，将修正后的单差观测值代入步骤2建立的站间单差卡尔曼滤波模型中固定模糊度，以获取稳定固定坐标解及修正的载波观测残差和伪距观测残差；步骤5，在变形监测应用中，外界观测环境不发生剧烈变化的情况下，根据以上结果不断更新伪距多路径空间改正图和载波多路径空间改正图，获得高可靠性实时单历元变形监测结果以评估监测物结构健康状况。