[发明专利]GPS单历元变形监测恒星日周期误差消除方法

摘要

一种GPS单历元变形监测恒星日周期误差消除方法，属于测绘科学技术领域。GPS卫星与地面监测站的几何位置关系是以恒星日为周期重复的，GPS系统误差具有整周日特性。现有系统误差消除方法中，延长观测时间对单历元来说行不通；根据卫星高度角和方位角建立误差模型，因太复杂没有实用性；离散恒星日滤波不是采用连续改正函数，难以对齐时间点。本发明采用时间序列最大相关系数确定复现周期，通过中值滤波滤去高频噪声，再以连续函数对系统误差建立改正模型并动态更新，可确定NEU三方向不同复现周期，消除高频噪声和周期误差，提高GPS单历元变形监测精度。

主权项

1.一种GPS单历元变形监测恒星日周期误差消除方法，其特征在于，包括以下步骤：（l）根据GPS单历元变形监测时间序列长度，设置移动窗口的大小为50至100历元之间，对移动窗口中的单历元观测值从小到大排序并取中值，通过中值滤波，滤去时间序列中的高频噪声；（2）以86159±40秒为系统误差复现周期搜索范围，在一轮复现周期分断的两个时间序列之间具有最大的相关性，即最大相关性对应的时间点为复现周期的起始点，以此求得精确到秒的复现周期，两时间序列、之间相关性为，其中为时间序列的长度，为的平均值，为的平均值；（3）设时间序列中有共同的周期性系统误差，对进行精确建模，从中移去其平均值得，为的平均值；（4）求出GPS单历元观测时间中所包含的复现周期的整周数，；（5）从GPS单历元观测时间中移去个复现周期，得到；（6）将缩小倍得到，，介于0与1之间；（7）根据对建立函数模型，,其中，，，为模型参数，为模型逼近误差，为模型阶数，该模型阶数为整数，根据模型残差自适应调整；（8）模型参数，，，为未知参数，为了解算模型参数，设矩阵：，, ，其中为历元数；（9）解算得到模型参数，其中为单位矩阵，为正则化因子，取0.01；（10）的模型表达为；（11）恢复的平均值，得到的模型表达式，此即周期性系统误差的表达式，用于后续GPS单历元变形监测时间序列恒星日周期性误差的改正；（12）从后续GPS单历元变形监测时间序列中移去系统误差；（13）随着观测时间的推进，重复上述步骤，求解最新周期性系统误差的模型参数，保持周期性系统误差模型的现势性。