TDCP時(shí)間差分載波相位

1、階段任務(wù)匯報(bào)階段任務(wù)匯報(bào)張光俊Leica VADASELOREM IPSUM DOLOR目錄目錄1、Leica VADASE簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介2、 VADASE算法的技術(shù)背景算法的技術(shù)背景3、與、與Leica RefWorx 及及Leica SpiderQC的集成的集成4、Leica VADASE的靜態(tài)表現(xiàn)的靜態(tài)表現(xiàn)5、Leica VADASE的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)Leica VADASE全稱全稱 Leica Velocity And Displacement Autonomous Solution Engine即萊卡自動(dòng)確定速度、位移的解即萊卡自動(dòng)確定速度、位移的解決工具。決工具。Leica VADAS

2、E提供全自動(dòng)的提供全自動(dòng)的GNSS站天線的高頻速度站天線的高頻速度信息。這讓科學(xué)家和工程師們可以立即獲取實(shí)時(shí)可靠的快速運(yùn)動(dòng)信息。這讓科學(xué)家和工程師們可以立即獲取實(shí)時(shí)可靠的快速運(yùn)動(dòng)的位移和波形的分析。的位移和波形的分析。Leica VADASE應(yīng)用獨(dú)特的應(yīng)用獨(dú)特的GNSS加工算法利用標(biāo)準(zhǔn)的廣播信息加工算法利用標(biāo)準(zhǔn)的廣播信息和從獨(dú)立接收機(jī)實(shí)施獲取的觀測(cè)值來自動(dòng)工作。和從獨(dú)立接收機(jī)實(shí)施獲取的觀測(cè)值來自動(dòng)工作。Leica VADASE簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1、VADASE算法測(cè)速度算法測(cè)速度VADASE算法測(cè)速度利用時(shí)間差分相位觀測(cè)的方法，即在連續(xù)歷算法測(cè)速度利用時(shí)間差分相位觀測(cè)的方法，即在連續(xù)歷元間進(jìn)行位置差分，

3、相當(dāng)要求在給定時(shí)間內(nèi)的速度平均值。因?yàn)樵g進(jìn)行位置差分，相當(dāng)要求在給定時(shí)間內(nèi)的速度平均值。因?yàn)樵从趶V播星歷的速度都是某一歷元時(shí)間的瞬時(shí)速度，所以提供補(bǔ)源于廣播星歷的速度都是某一歷元時(shí)間的瞬時(shí)速度，所以提供補(bǔ)償值來獲取在整個(gè)歷元內(nèi)的計(jì)算好的平均值非常必要！償值來獲取在整個(gè)歷元內(nèi)的計(jì)算好的平均值非常必要！2、VADASE算法算位移算法算位移VADASE算法算位移主要是通過下面的公式對(duì)測(cè)好的速度進(jìn)行積算法算位移主要是通過下面的公式對(duì)測(cè)好的速度進(jìn)行積分來獲取的。分來獲取的。VADASE算法的技術(shù)背景算法的技術(shù)背景Leica RefWorx:Leica RefWorx是固定在是固定在LEICA GR/G

4、M-series GNSS的參考站的參考站和監(jiān)測(cè)接收機(jī)上的固件解決方案。這套固件解決方案集成了和監(jiān)測(cè)接收機(jī)上的固件解決方案。這套固件解決方案集成了VADASE，并且，并且VADASE適用于適用于RefWorx V3.20上。上。V&-DE可能可能會(huì)用內(nèi)嵌式的交互頁面。如果能用，那么天線的估計(jì)速度和位移會(huì)用內(nèi)嵌式的交互頁面。如果能用，那么天線的估計(jì)速度和位移可以用兩種新的萊卡所有的可以用兩種新的萊卡所有的NMEA-type的信息，即的信息，即LVM和和LDM。另外，當(dāng)另外，當(dāng)V&-DE能用是，對(duì)每一段檢測(cè)的位移，它的起始時(shí)間、能用是，對(duì)每一段檢測(cè)的位移，它的起始時(shí)間、每段路程的總

5、長(zhǎng)度將在事件日志消息中報(bào)告出來。每段路程的總長(zhǎng)度將在事件日志消息中報(bào)告出來。并且并且V&-DE會(huì)設(shè)置一個(gè)閾值，小于這個(gè)速度的閾值將被視作噪音會(huì)設(shè)置一個(gè)閾值，小于這個(gè)速度的閾值將被視作噪音而忽視。而忽視。VADASE與與Leica RefWorx 及及Leica SpiderQC的集成的集成Leica SpiderQC是萊卡自主研發(fā)的一套專業(yè)化多用途的數(shù)據(jù)分是萊卡自主研發(fā)的一套專業(yè)化多用途的數(shù)據(jù)分析軟件，可用于詳細(xì)的站評(píng)估，參考站網(wǎng)質(zhì)量控制，接收機(jī)性析軟件，可用于詳細(xì)的站評(píng)估，參考站網(wǎng)質(zhì)量控制，接收機(jī)性能測(cè)試，數(shù)據(jù)分析以及實(shí)時(shí)和事后處理坐標(biāo)分析，以及電離層能測(cè)試，數(shù)據(jù)分析以及實(shí)時(shí)和事后處

6、理坐標(biāo)分析，以及電離層變化、對(duì)流層變化、網(wǎng)絡(luò)變化、對(duì)流層變化、網(wǎng)絡(luò)RTK性能監(jiān)控：詳細(xì)的站點(diǎn)評(píng)估，包性能監(jiān)控：詳細(xì)的站點(diǎn)評(píng)估，包括多路徑、信噪比、周跳等。括多路徑、信噪比、周跳等。隨著Leica SpiderQC V5.3的發(fā)的發(fā)布，與布，與VADASE的集成來對(duì)線上線下的分析加入其中：的集成來對(duì)線上線下的分析加入其中：LVM和和LDM可以被譯解，速度和位移的時(shí)間序列可被實(shí)時(shí)或者可以被譯解，速度和位移的時(shí)間序列可被實(shí)時(shí)或者后置處理中顯示出來。后置處理中顯示出來。1、速度噪音的等級(jí)、速度噪音的等級(jí)2、數(shù)據(jù)頻率、數(shù)據(jù)頻率3、對(duì)、對(duì)GNSS的支持的支持Leica VADASE的靜態(tài)表現(xiàn)的靜態(tài)表現(xiàn)當(dāng)接

7、收機(jī)的天線是靜止的時(shí)候，VADASE仍會(huì)估算出一個(gè)速度，在這種情況下會(huì)用一個(gè)符號(hào)來表示速度的平均分布。影響的因素有：參考點(diǎn)天線的位置精確度、跟蹤在星座幾何的衛(wèi)星數(shù)量、觀測(cè)時(shí)間、星歷精確度、電離層干擾和多路徑影響等。1速度噪音等級(jí)：速度噪音等級(jí)：VADASE下面三張圖是在Heerbrugg.Switerland的一個(gè)靜態(tài)參考站天線上的VADASE在5hours 1hz的情況下的速度估算。從圖中可以看出豎直方向上的噪音等級(jí)是最高的。在水平方向上，北向所謂噪音等級(jí)高于東向。這是由于這是因?yàn)閰⒖颊旧戏綎|部和西部方向比南北部有更多的衛(wèi)星。同時(shí)，我們也看到不同圖表在三個(gè)方向中均存在隨即存在的速度峰值。引起

8、這些峰值的原因是多樣的如衛(wèi)星幾何星座的變化、多路徑、周跳等。在位移計(jì)算中，VADASE可以優(yōu)化并過濾掉這些峰值。LOREM IPSUM DOLORLOREM IPSUM DOLOR1VADASE能夠在頻率為20、10、5、2和1Hz下傳送速度和位移數(shù)據(jù)。下面的表格展示了在五分鐘的時(shí)間內(nèi)不同頻率下的一個(gè)GNSS參考站靜態(tài)時(shí)在東、北、豎直方向上的速度。從圖中可以看出當(dāng)頻率再增加的時(shí)候，速度和3D速度正在增加。2、數(shù)據(jù)頻率、數(shù)據(jù)頻率LOREM IPSUM DOLORLOREM IPSUM DOLORVADASE的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是它能夠與多樣的GNSS星座和不同的頻率一起工作。VADASE與不同的GNS

9、S組合的靜態(tài)表現(xiàn)在下表中展示：從表中我們可以得到用GPS L1的解決方案只比其他方案噪音稍大稍有偏差。這主要是受電離層的影像。但如果我們利用雙頻的解決方案，則這種情況會(huì)大大消除。3、對(duì)GNSS的支持01敏感性敏感性02與與RTK作對(duì)比作對(duì)比Leica VADASE的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)Lorem ipsum dolor sit amet, consecte1、敏感性2、與RTK解決方案的對(duì)比利用載波相位時(shí)間差分技術(shù)進(jìn)行GNSS測(cè)速目錄目錄1、TDCP技術(shù)的簡(jiǎn)介技術(shù)的簡(jiǎn)介2、三種常用測(cè)速方法的比較三種常用測(cè)速方法的比較3、TDCP技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)4、TDCP技術(shù)的缺點(diǎn)技術(shù)的缺點(diǎn)5 5、TDCP

10、TDCP測(cè)速模型測(cè)速模型6 6、TDCPTDCP測(cè)速算法的步驟測(cè)速算法的步驟及結(jié)果分析及結(jié)果分析7 7、改進(jìn)方式、改進(jìn)方式TDCP技術(shù)，即時(shí)間差分載波相位技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理測(cè)站載波相技術(shù)，即時(shí)間差分載波相位技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理測(cè)站載波相位進(jìn)行時(shí)間查分的定位方法。位進(jìn)行時(shí)間查分的定位方法。TDCP技術(shù)簡(jiǎn)介 1 1、對(duì)位置進(jìn)行求導(dǎo)獲得載體速度的方法精、對(duì)位置進(jìn)行求導(dǎo)獲得載體速度的方法精度較低；度較低； 2 2、利用多普勒觀測(cè)值測(cè)速的方法能達(dá)到厘、利用多普勒觀測(cè)值測(cè)速的方法能達(dá)到厘米級(jí)的精度；米級(jí)的精度； 3 3、載波相位的時(shí)間差分技術(shù)能達(dá)到毫米級(jí)、載波相位的時(shí)間差分技術(shù)能達(dá)到毫米級(jí)的精度；的精度；三種常

11、用測(cè)速方法的比較三種常用測(cè)速方法的比較lTDCPTDCP技術(shù)不受載波相位模糊度的影響，如果技術(shù)不受載波相位模糊度的影響，如果觀測(cè)值是連續(xù)的，沒有周跳，那么就可以通觀測(cè)值是連續(xù)的，沒有周跳，那么就可以通過對(duì)載波相位求差來消除。過對(duì)載波相位求差來消除。l對(duì)兩個(gè)連續(xù)的載波相位求差能夠消除或降低對(duì)兩個(gè)連續(xù)的載波相位求差能夠消除或降低多種誤差的影響，提高所求速度的精度。多種誤差的影響，提高所求速度的精度。TDCPTDCP技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)lTDCPTDCP技術(shù)至少需要兩個(gè)連續(xù)歷元中的四個(gè)載波技術(shù)至少需要兩個(gè)連續(xù)歷元中的四個(gè)載波相位觀測(cè)值，而多普勒測(cè)速只需要某個(gè)歷元的相位觀測(cè)值，而多普勒測(cè)速只需要某個(gè)歷

12、元的多普勒觀測(cè)值。多普勒觀測(cè)值。lTDCPTDCP技術(shù)受周跳影響較大，對(duì)載波相位求差之技術(shù)受周跳影響較大，對(duì)載波相位求差之前需要先探測(cè)和修復(fù)周跳。前需要先探測(cè)和修復(fù)周跳。l傳統(tǒng)的廣播星歷選擇標(biāo)準(zhǔn)不適合傳統(tǒng)的廣播星歷選擇標(biāo)準(zhǔn)不適合TDCPTDCP技術(shù)，使技術(shù)，使用不同的廣播星歷會(huì)造成用不同的廣播星歷會(huì)造成TDCPTDCP測(cè)量值不連續(xù)。測(cè)量值不連續(xù)。TDCPTDCP技術(shù)的缺點(diǎn)技術(shù)的缺點(diǎn)載波相位的計(jì)算模型為：載波相位的計(jì)算模型為： 圖例模型為：圖例模型為：TDCP測(cè)速模型計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：計(jì)算兩個(gè)歷元的接收機(jī)位置，通過幾何平差使精度達(dá)到十米以內(nèi)；計(jì)算兩個(gè)歷元的接收機(jī)位置，通過幾何平差使精度達(dá)到十米

13、以內(nèi)；對(duì)單個(gè)載波相位測(cè)量值進(jìn)行大氣誤差和與衛(wèi)星相關(guān)誤差的修復(fù)；對(duì)單個(gè)載波相位測(cè)量值進(jìn)行大氣誤差和與衛(wèi)星相關(guān)誤差的修復(fù)；用相同的廣播星歷集求衛(wèi)星位置；用相同的廣播星歷集求衛(wèi)星位置；根據(jù)方程根據(jù)方程 組成組成TDCPTDCP測(cè)量值；測(cè)量值；對(duì)平均多普勒位移和幾何改變進(jìn)行平差；對(duì)平均多普勒位移和幾何改變進(jìn)行平差；利用加權(quán)最小二乘方法求速度。利用加權(quán)最小二乘方法求速度。示意圖如下：示意圖如下：TDCPTDCP測(cè)速算法的步驟測(cè)速算法的步驟及結(jié)果分析及結(jié)果分析LOREM IPSUM DOLORLOREM IPSUM DOLOR1、采用碼定位觀測(cè)得到的位置精度較低。、采用碼定位觀測(cè)得到的位置精度較低。2、采用采用TDCP測(cè)得的位置精度較高，但含有較大的峰值誤差。測(cè)得的位置精度較高，但含有較大的峰值誤差。引起峰值誤差的原因主要是衛(wèi)星鐘差、星歷之間的跳躍引起的，引起峰值誤差的原因主要是衛(wèi)星鐘差、星歷之間的跳躍引起的，這時(shí)采用相同星歷，求得的精度較高這時(shí)采用相同星歷，求得的精度較高測(cè)試與結(jié)果分析測(cè)試與結(jié)果分析1、 1 1、采用相同的星歷集來獲取衛(wèi)星位置和衛(wèi)星、采用相