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基于独立分量法的新疆GNSS时间序列共模误差分析

雷传金 魏冠军 高茂宁 张沛

雷传金, 魏冠军, 高茂宁, 张沛. 基于独立分量法的新疆GNSS时间序列共模误差分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(3): 1-8. doi: 10.12265/j.gnss.2021111201
引用本文: 雷传金, 魏冠军, 高茂宁, 张沛. 基于独立分量法的新疆GNSS时间序列共模误差分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(3): 1-8. doi: 10.12265/j.gnss.2021111201
LEI Chuanjin, WEI Guanjun, GAO Maoning, ZHANG Pei. Analysis of common mode error of GNSS coordinate time series in Xinjiang with independent component analysis[J]. GNSS World of China, 2022, 47(3): 1-8. doi: 10.12265/j.gnss.2021111201
Citation: LEI Chuanjin, WEI Guanjun, GAO Maoning, ZHANG Pei. Analysis of common mode error of GNSS coordinate time series in Xinjiang with independent component analysis[J]. GNSS World of China, 2022, 47(3): 1-8. doi: 10.12265/j.gnss.2021111201

基于独立分量法的新疆GNSS时间序列共模误差分析

doi: 10.12265/j.gnss.2021111201
基金项目: 国家自然科学基金(41964008);兰州交通大学优秀平台支持(201806)
详细信息
    作者简介:

    雷传金:(1995—),男,硕士,主要研究方向为GNSS数据处理与研究

    魏冠军:(1976 —), 男, 教授,主要研究方向为大地测量数据处理与研究

    高茂宁:(1997—),男,硕士,主要研究方向为GNSS数据处理与研究

    通信作者:

    魏冠军 E-mail:wchampion@mail.lzjtu.cn

  • 中图分类号: P228.4

Analysis of common mode error of GNSS coordinate time series in Xinjiang with independent component analysis

  • 摘要: 共模误差(CME)是区域连续全球卫星导航系统(GNSS)网中的主要误差来源之一. 针对GNSS时间序列具有非高斯分布特征,基于二阶统计量的主成分分析(PCA)难以准确提取出CME分量问题,采用具有高阶统计量的独立分量分析(ICA)对CME进行提取. 以2011—2018年新疆区域GNSS坐标时间序列为例,将PCA滤波效果进行对比验证,分析了CME对GNSS坐标时间序列的影响,并对CME序列进行周期分析. 结果表明:前6个独立分量包含CME分量,这可能与卫星轨道、地表质量负荷和时钟误差有关,ICA滤波后东(N)、北(E)、天顶(U)三个方向的均方根(RMS)值分别降低31.83%、32.29%、35.49%,速度不确定度分别降低44.14%、38.49%、43.32%,各测站的周期项振幅较滤波前更一致,有效地剔除了CME,提高了坐标时间序列的精度.

     

  • 图  1  新疆地区GNSS站点分布

    图  2  XJQH站预处理后的残差序列

    图  3  XJSS站残差时序

    图  4  N、E、U方向分量前3个独立分量及其归一化SR

    图  5  ICA滤波前后测站速度场不确定度变化

    图  6  经ICA滤波后新疆区域水平和垂直速度场

    图  7  经PCA滤波后新疆区域水平和垂直速度场

    图  8  ICA滤波前后年振幅变化统计图

    图  9  U方向CME序列的EEMD分解

    图  10  经EEMD的CME序列的FFT周期探测

    表  1  PCA、ICA滤波前后残差序列的平均RMS变化 mm


    滤波前RMS值PCA滤波后RMS值ICA滤波后RMS值
    均值最大值最小值均值最大值最小值均值最大值最小值
    N1.9953.8211.4541.1483.5960.5721.3953.6310.791
    E1.7863.2621.1410.9623.2100.4161.2382.1460.619
    U7.52710.8805.7933.8448.0711.9604.8609.5163.479
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    表  2  测站振幅标准差统计

    方向滤波前/mm滤波后/mm滤波前后改善
    的百分比/%
    年振幅
    σ
    半年振幅
    σ
    年振幅
    σ
    半年振幅
    σ
    年振幅
    σ
    半年振幅
    σ
    N0.1590.1100.0890.08944.4945.33
    E0.1790.1250.1190.11932.8933.07
    U0.6720.4700.3830.38343.1243.18
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-11-12
  • 网络出版日期:  2022-06-08

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