TDCP時間差分載波相位

1、階段任務(wù)匯報階段任務(wù)匯報張光俊Leica VADASELOREM IPSUM DOLOR目錄目錄1、Leica VADASE簡介簡介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的動態(tài)表現(xiàn)的動態(tài)表現(xiàn)Leica VADASE全稱全稱 Leica Velocity And Displacement Autonomous Solution Engine即萊卡自動確定速度、位移的解即萊卡自動確定速度、位移的解決工具。決工具。Leica VADAS

2、E提供全自動的提供全自動的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時可靠的快速運動信息。這讓科學(xué)家和工程師們可以立即獲取實時可靠的快速運動的位移和波形的分析。的位移和波形的分析。Leica VADASE應(yīng)用獨特的應(yīng)用獨特的GNSS加工算法利用標(biāo)準的廣播信息加工算法利用標(biāo)準的廣播信息和從獨立接收機實施獲取的觀測值來自動工作。和從獨立接收機實施獲取的觀測值來自動工作。Leica VADASE簡介簡介1、VADASE算法測速度算法測速度VADASE算法測速度利用時間差分相位觀測的方法，即在連續(xù)歷算法測速度利用時間差分相位觀測的方法，即在連續(xù)歷元間進行位置差分，

3、相當(dāng)要求在給定時間內(nèi)的速度平均值。因為元間進行位置差分，相當(dāng)要求在給定時間內(nèi)的速度平均值。因為源于廣播星歷的速度都是某一歷元時間的瞬時速度，所以提供補源于廣播星歷的速度都是某一歷元時間的瞬時速度，所以提供補償值來獲取在整個歷元內(nèi)的計算好的平均值非常必要！償值來獲取在整個歷元內(nèi)的計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測好的速度進行積算法算位移主要是通過下面的公式對測好的速度進行積分來獲取的。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)測接收機上的固件解決方案。這套固件解決方案集成了和監(jiān)測接收機上的固件解決方案。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可能可能會用內(nèi)嵌式的交互頁面。如果能用，那么天線的估計速度和位移會用內(nèi)嵌式的交互頁面。如果能用，那么天線的估計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，對每一段檢測的位移，它的起始時間、能用是，對每一段檢測的位移，它的起始時間、每段路程的總

5、長度將在事件日志消息中報告出來。每段路程的總長度將在事件日志消息中報告出來。并且并且V&-DE會設(shè)置一個閾值，小于這個速度的閾值將被視作噪音會設(shè)置一個閾值，小于這個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，可用于詳細的站評估，參考站網(wǎng)質(zhì)量控制，接收機性析軟件，可用于詳細的站評估，參考站網(wǎng)質(zhì)量控制，接收機性能測試，數(shù)據(jù)分析以及實時和事后處理坐標(biāo)分析，以及電離層能測試，數(shù)據(jù)分析以及實時和事后處

6、理坐標(biāo)分析，以及電離層變化、對流層變化、網(wǎng)絡(luò)變化、對流層變化、網(wǎng)絡(luò)RTK性能監(jiān)控：詳細的站點評估，包性能監(jiān)控：詳細的站點評估，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的集成來對線上線下的分析加入其中：的集成來對線上線下的分析加入其中：LVM和和LDM可以被譯解，速度和位移的時間序列可被實時或者可以被譯解，速度和位移的時間序列可被實時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、速度噪音的等級2、數(shù)據(jù)頻率、數(shù)據(jù)頻率3、對、對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、收機的天線是靜止的時候，VADASE仍會估算出一個速度，在這種情況下會用一個符號來表示速度的平均分布。影響的因素有：參考點天線的位置精確度、跟蹤在星座幾何的衛(wèi)星數(shù)量、觀測時間、星歷精確度、電離層干擾和多路徑影響等。1速度噪音等級：速度噪音等級：VADASE下面三張圖是在Heerbrugg.Switerland的一個靜態(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是最高的。在水平方向上，北向所謂噪音等級高于東向。這是由于這是因為參考站上方東部和西部方向比南北部有更多的衛(wèi)星。同時，我們也看到不同圖表在三個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間內(nèi)不同頻率下的一個GNSS參考站靜態(tài)時在東、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的一個突出優(yōu)點是它能夠與多樣的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，則這種情況會大大消除。3、對GNSS的支持01敏感性敏感性02與與RTK作對比作對比Leica VADASE的動態(tài)表現(xiàn)的動態(tài)表現(xiàn)Lorem ipsum dolor sit amet, consecte1、敏感性2、與RTK解決方案的對比利用載波相位時間差分技術(shù)進行GNSS測速目錄目錄1、TDCP技術(shù)的簡介技術(shù)的簡介2、三種常用測速方法的比較三種常用測速方法的比較3、TDCP技術(shù)的優(yōu)點技術(shù)的優(yōu)點4、TDCP技術(shù)的缺點技術(shù)的缺點5 5、TDCP

10、TDCP測速模型測速模型6 6、TDCPTDCP測速算法的步驟測速算法的步驟及結(jié)果分析及結(jié)果分析7 7、改進方式、改進方式TDCP技術(shù)，即時間差分載波相位技術(shù)，是實時處理測站載波相技術(shù)，即時間差分載波相位技術(shù)，是實時處理測站載波相位進行時間查分的定位方法。位進行時間查分的定位方法。TDCP技術(shù)簡介 1 1、對位置進行求導(dǎo)獲得載體速度的方法精、對位置進行求導(dǎo)獲得載體速度的方法精度較低；度較低； 2 2、利用多普勒觀測值測速的方法能達到厘、利用多普勒觀測值測速的方法能達到厘米級的精度；米級的精度； 3 3、載波相位的時間差分技術(shù)能達到毫米級、載波相位的時間差分技術(shù)能達到毫米級的精度；的精度；三種常

11、用測速方法的比較三種常用測速方法的比較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，如果觀測值是連續(xù)的，沒有周跳，那么就可以通觀測值是連續(xù)的，沒有周跳，那么就可以通過對載波相位求差來消除。過對載波相位求差來消除。l對兩個連續(xù)的載波相位求差能夠消除或降低對兩個連續(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)點技術(shù)的優(yōu)點lTDCPTDCP技術(shù)至少需要兩個連續(xù)歷元中的四個載波技術(shù)至少需要兩個連續(xù)歷元中的四個載波相位觀測值，而多普勒測速只需要某個歷元的相位觀測值，而多普勒測速只需要某個歷

12、元的多普勒觀測值。多普勒觀測值。lTDCPTDCP技術(shù)受周跳影響較大，對載波相位求差之技術(shù)受周跳影響較大，對載波相位求差之前需要先探測和修復(fù)周跳。前需要先探測和修復(fù)周跳。l傳統(tǒng)的廣播星歷選擇標(biāo)準不適合傳統(tǒng)的廣播星歷選擇標(biāo)準不適合TDCPTDCP技術(shù)，使技術(shù)，使用不同的廣播星歷會造成用不同的廣播星歷會造成TDCPTDCP測量值不連續(xù)。測量值不連續(xù)。TDCPTDCP技術(shù)的缺點技術(shù)的缺點載波相位的計算模型為：載波相位的計算模型為： 圖例模型為：圖例模型為：TDCP測速模型計算步驟：計算步驟：計算兩個歷元的接收機位置，通過幾何平差使精度達到十米以內(nèi)；計算兩個歷元的接收機位置，通過幾何平差使精度達到十米

13、以內(nèi)；對單個載波相位測量值進行大氣誤差和與衛(wèi)星相關(guān)誤差的修復(fù)；對單個載波相位測量值進行大氣誤差和與衛(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測量值；測量值；對平均多普勒位移和幾何改變進行平差；對平均多普勒位移和幾何改變進行平差；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測速算法的步驟測速算法的步驟及結(jié)果分析及結(jié)果分析LOREM IPSUM DOLORLOREM IPSUM DOLOR1、采用碼定位觀測得到的位置精度較低。、采用碼定位觀測得到的位置精度較低。2、采用采用TDCP測得的位置精度較高，但含有較大的峰值誤差。測得的位置精度較高，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，這時采用相同星歷，求得的精度較高這時采用相同星歷，求得的精度較高測試與結(jié)果分析測試與結(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