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1、二 一 一 届 毕 业 论 文变形监测中 GPS 多路径效应的削弱方法研究学 院：地质工程与测绘学院专 业：测绘工程姓 名：王璐学 号：2604070307指导教师：王利 副教授完成时间：2011 年 6 月二一一年六月毕业设计（论文）报告纸装订线摘 要GPS 测量具有高精度的三维定位能力，所以它逐渐成为各种变形监测一种极为有效的手段，但 GPS 测量受到多种误差源的影响，而多路径误差与观测环境密切相关，它不能通过相对定位的差分技术得到有效地消除，所以多路径误差成为高精度变形监测的主要误差来源。本文首先阐述了研究多路径效应的背景和现实意义，并对目前国内外的多路径效应的研究现状进行了总结；其次系
2、统的分析了多路径效应产生的原理以及多路径效应的信号特征，并分别利用 GPS 观测值和小波分析的方法进行了削弱多路径效应的方法研究；最后，通过实验分析，利用 MATLAB 程序设计语言分别对由这两种方法来削弱多路径效应做出了尝试。本文主要研究内容如下：一、分析了本次研究变形监测中 GPS 多路径效应的背景和意义，以及国内外的研究现状。二、从数学角度出发，系统的分析了多路径效应产生的原理和多路径效应的特性，并对含有一个反射源和多个反射源条件下的多路径效应影响进行了分析。三、研究了基于 GPS 观测值模型的提取多路径误差的方法，主要通过建立了三种不同的数学模型来分析多路径效应，此外通过实验分别分析了
3、利用这三种模型提取多路径误差。四、研究了基于小波分析的削弱多路径效应的方法，主要分析了小波变换的思想和小波分析的关键性等问题，给出了利用小波滤波削弱多路径效应的算法步骤和框图从而对多路径效应进行提取，并且通过实验分析提取多路径误差。关键词：GPS，多路径效应，GPS 观测值，小波分析毕业设计（论文）报告纸装订线ABSTRACTBecause GPS survey possess a capability of high precision and three dimensional positioning, it becomes an extremely effective tool for
4、a variety of deformation monitoring, but the GPS measuring is effected by some error sources, while the multipath error is closely related to environment, and can not be weakened by differential technique effectively, so multipath error becomes the main error in high precision deformation monitoring
5、.Above all, the paper discusses the background and significance of multipath error in deformation monitoring, and summarized the multipath processing methods at home and abroad. Secondly, the paper analyzes the principle of multipath effect and the characteristics of multipath effect signal, and use
6、s the GPS observation and the wavelet respectively to research the methods of weakening the multipath effect. Finally, through the experimental analysis, the paper use of MATLAB programming language to analyze verified respectively these two kinds of methods which can weaken the multipath effect eff
7、ectively. The main research contents of this paper are as follows:1. The paper analyzes the background and significance of multipath error in deformation monitoring, and summarized the multipath processing methods at home and abroad. 2. From the sight of mathematics, the paper analyzes the principle
8、 of multipath effect and the characteristics of multipath effect signal, and analyzes the effects which contain a reflex source or multiple reflex sources under the condition of the multipath.3. According to the model of GPS observation, the paper researches the methods to weaken the multipath effec
9、t mainly by establishing three different mathematical models. And through the experiment to extract the multipath error. 4. Based on wavelet analysis, mainly analyzes the main idea of the wavelet transform and key problems when using wavelet to decompose and reconstruct the signal. Put out the algor
10、ithm steps and block diagram of extracting the multipath effect, and through the experiment to extract the multipath error.KEY WORDS：GPS，Multipath effect，GPS observation，Wavelet analysis 毕业设计（论文）报告纸装订线目 录摘 要 .ABSTRACT.第一章 绪论 .11.1 GPS 多路径效应研究的背景 .11.2 GPS 多路径效应研究的意义 .11.3 国内外 GPS 多路径效应的研究现状 .11.3.1
11、国外多路径效应的研究现状 .21.3.2 国内多路径效应的研究现状 .21.4 GPS 在变形监测中的优势 .31.5 本文研究的主要内容 .3第二章 GPS 简介及多路径效应特征 .52.1 GPS 系统组成 .52.2 GPS 误差来源 .52.2.1 与卫星有关的误差 .52.2.2 与传播途径有关的误差 .62.2.3 与 GPS 接收机有关的误差 .62.3 GPS 多路径误差产生的原理 .72.4 GPS 多路径效应的特性 .72.5 多路径误差的函数表达 .9第三章 基于 GPS 观测值的多路径效应分析 .113.1 GPS 定位中的基本观测量 .113.2 伪距观测方程与伪距中的多路径效应 .113.2.1 伪距观测方程 .113.2.2 伪距中的多路径效应 .123.3 双频 GPS 接收机时的多路径效应 .123.4 相位平滑伪距克服多路径效应分析 .133.4.1 单频相位平滑伪距 .133.4.2 双频相位平滑伪距 .143.5 相位观测值的多路径效应 .153.5.1 多路径效应的相位差 .153.5.2 多路径效应相位的变化 .153.5.3 双频相位的多路径效应 .163.6 双差相位观测值的多路径
