使用多频组合观测值探测与修复周跳

研究模拟GPS L5观测数据的方法,论述利用多频组合观测值探测与修复周跳的原理。利用模拟的L5观测数据,基于多频组合观测值探测与修复周跳的原理,进行周跳的探测与修复的实例计算。实验结果表明,利用多频组合观测值能实时探测出大、小周跳,由于其长波长特性,对小周跳的探测尤其有效,从而证明此方法在周跳探测与修复上的有效性和准确性,具有一定的实用价值。     

单车单频BDS/GNSS周跳探测与修复模型

针对低成本单频接收机小周跳探测不敏感的问题，提出了一种基于双边累积和算法的周跳探测与修复方法。该方法基于历元间三差观测值常数项，利用CUSUM算法计算载波相位观测值微小变化的累积和统计量。通过模拟发现，该方法对小周跳具有极高的探测敏感性，同时针对北斗异构星座卫星都具有相同的探测与修复效果。实验表明本文方法相较于传统四阶多项式拟合法，对于连续7个历元密集1周周跳与连续5个历元密集3至5周周跳探测准确率提高30%以上，并且周跳修复成功率达到100%。     

北斗三频组合数据在周跳探测和修复上的应用

随着新一代卫星导航定位系统中多个频率观测数据的应用,利用多频载波相位数据的组合特性将会使周跳的探测和修复变得更加快速准确.本文利用多频组合观测值理论,选出适合北斗数据的组合系数,并结合伪距/载波相位组合方法,对北斗三频实测载波数据进行了周跳的探测与修复研究,试验结果表明无论是小周跳、大周跳以及各种粗差,该方法都可以快速...     

利用小波阈值消噪改进M-W组合周跳探测性能

受伪距噪声的影响,Turbo Eidt法中M-W组合难以探测所有周跳。分析了M-W组合观测量的误差特性,指出伪距误差导致周跳漏检、探测延迟的原因。采用小波阈值消噪方法对M-W组合观测值进行处理,阈值估计使用Visushrink方法可削弱伪距噪声、增加周跳的辨识度。消噪后,周跳会发生扩散,除当前历元外,前后多个历元均会超出阈值,便于探测。实测数据结果表明:经小波消噪后的M-W组合观测值能够准确定位小至1周的所有周跳,避免漏检现象,增强周跳探测的可靠性。     

一种改进的星载GPS周跳探测与修复方法

周跳探测与修复是星载GPS数据预处理的重要内容。首先使用SWARM卫星实测数据对TurboEdit算法的有效性进行了分析,针对算法在观测噪声较大情况下无法有效探测小周跳的问题,提出了一种改进算法。该算法利用载波相位观测值对伪距组合观测值进行平滑,降低了观测噪声对宽巷模糊度的影响,提高了周跳探测能力。实验结果表明,改进算法能够有效提高小周跳的探测能力。      

对TurboEdit周跳探测及修复算法的改进

概述了Turbo Edit算法的基本原理,指出了伪距观测值精度较低造成的小周跳探测不准的问题,分析归纳了不敏感周跳组合。设计了基于移动平滑窗口的探测模型,分别改进了Melbourne-Wübbena组合和Geometry-Free组合的周跳探测阈值条件,有效降低了伪距观测值精度较低对于周跳探测的影响。实验采用GPS和北斗实测双频数据进行了验证,结果表明,该算法能够准确地探测和修复双频非差观测数据中所有模拟的周跳。     

惯性辅助强多径环境中的北斗三频周跳探测与修复

针对北斗三频信号,引入了惯性信息辅助周跳探测与修复,建立了北斗/INS松组合模型,提高了多径误差严重影响下的BDS周跳探测成功率和修复率。在常规伪距-相位组合与几何无关组合探测三频周跳的基础上,提出了INS定位辅助的北斗三频组合法,构建了INS辅助的周跳决策量,分析了INS定位误差对周跳探测的影响。该方法克服了周跳探测受伪距观测值精度影响的不足,实现了北斗系统多径环境中的小周跳探测。试验采用船载INS/BDS三频组合系统进行数据实测分析,结果表明,在水面强多径噪声环境导致传统三频探测模型失效的情况下,该方法显著提高了探测成功率与修复率,并适用于低频北斗观测数据。     

基于电离层电子含量变化率的周跳探测方法

推导了利用GNSS双频数据的基于电离层电子含量(TEC)变化率的周跳探测方法,分析了电离层平静期和活跃期的TEC变化率,并认为对1s采样率的数据来说无论是否发生电磁暴都不影响TEC变化率法的使用,通过实验证明TEC变化率法能对1s采样率数据中的、其它周跳探测方法较难探测的小周跳进行探测,而联合利用TEC变化率法和MW法可对各自不敏感的周跳组合进行有效探测,实验证明:联合法对电离层平静期和活跃期中、采样间隔为1s的数据中的周跳都具有很高的探测成功率。     

多频数据组合在周跳探测和修复上的应用

利用模拟的L5观测数据，结合传统的伪距／载波组合法，对周跳的探测与修复进行了实例计算，并与双频组合观测值的周跳探测方法进行了比较。结果证明，不管对大周跳还是小周跳，该方法均能在单历元间准确地探测出各个频率上发生的周跳，较之双频组合观测值的探测方法具有更大的优越性。     

一种面向GPS单频RTK的周跳探测算法

针对传统码-载波相位周跳探测方法应用于单频RTK时,存在的对小周跳不敏感、易受码观测噪声的影响等问题,本文提出一种多普勒观测值辅助的单频周跳探测方法。该方法将连续两个相邻历元多普勒观测值与载波相位差分观测值相结合,以构造实时周跳探测的多普勒-载波相位差分序列。然后应用假设检验方法,检测单频载波相位观测值是否存在周跳。实测数据分析表明:本文提出的方法能够准确探测单频载波相位观测数据中的小周跳,且该方法对周跳探测的灵敏度比传统码-相位差分序列方法更高,适用于单频RTK定位技术。      

实时精密单点定位中周跳探测与修复的算法研究

提出了一种适用于实时GPS精密单点定位的周跳探测与修复的新算法。该算法步骤为：①利用M-W组合和电离层残差组合初步确定没有发生周跳和可能发生周跳的卫星;②利用当前历元与前一（或几个）历元的L1、L2和Lw观测值和第一步得出的没有发生周跳的卫星信息,采用基于历元间差分观测值的周跳处理模型对可能发生周跳的卫星进行周跳探测;③对第二步中周跳处理失败的卫星进行进一步的精化处理,以尽可能修复周跳。实验表明,新算法在实时GPS精密单点定位中可以准确地探测并修复周跳。     

北斗三频无几何相位组合周跳探测与修复

推导了Compass三频无几何组合周跳探测的理论模型,并分析了探测精度。通过多频组合理论构造了较优的无几何周跳探测检验量,并对存在的不敏感周跳组合进行了分析。为了保证探测的完备性,联合运用两个合适的无几何组合作为探测检验组合进行周跳探测,并筛选了较优的探测检验组合。针对无几何组合最多只能两个线性无关,无法修复三个频点上的周跳的问题,探索了无几何探测检验组合联合一个伪距/载波组合进行周跳修复的方法。最后利用Compass三频实测数据,选用了无几何探测检验组合(-1,-1,2)与(-1,2,-1)和伪距/载波组合(1,3,-4)进行了验证分析。试验表明,该方法能够探测出所有大小的周跳,并且可以单历元修复周跳值,可适用于动态导航定位,有一定的实用性。     

利用三频数据组合探测不敏感周跳

针对全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）信号中部分周跳难以探测的问题，在三维坐标系中分析了不敏感周跳的产生及分布，研究了探测阈值对不敏感周跳的影响，进而研究了多个组合量联合探测周跳的效果，提出了针对不敏感周跳的组合系数选取方法。该方法根据不敏感周跳的探测量构建组合系数的函数模型，在所有可能的三频无几何相位（geometry free combination，GF）组合系数中选取最敏感的组合系数，可探测3个频点上跳变量相近的不敏感周跳。北斗三频实测数据证实，多个GF组合有效提升了不敏感周跳的探测概率，数量以两个为宜，选取的组合量有效提升了不敏感周跳的探测概率。     

削弱电离层影响的三频TurboEdit周跳处理方法

针对电离层活跃期或磁暴发生时,现有三频周跳探测方法难以正确探测与修复周跳的问题,借鉴双频TurboEdit思想,提出了能够削弱电离层延迟影响的三频TurboEdit方法。该算法中的三频无几何无电离层码相组合和两次历元差分后的相位无几何组合,均能有效削弱电离层延迟对周跳探测的影响。随后利用三频实测数据对本文算法进行了验证,试验结果表明该方法能够消除电离层延迟影响,实现电离层活跃观测条件下动态非差周跳的实时探测与修复。     

基于固定宽度滑动窗口的周跳探测与修复的改进方法

针对Melbourne-Wubbena（Mw）组合和Geometry-Free（GF）组合探测、修复周跳的优点，提出联合使用这两种组合探测和修复周跳的基于固定宽度的滑动窗口的改进方法。改进方法能探测出小周跳、等值周跳、连续周跳、三周跳，也能探测出电离层残差法不易探测出的特殊组合周跳，如（9、7）组合，（3、2）组合等，更适合实际的应用。     

海上动态GNSS浮标的周跳处理算法

常规全球卫星导航系统（GNSS）周跳探测方法大多忽略了高度角对多路径误差以及观测噪声的影响．由于海上GNSS浮标的数据质量受海面影响很大,在卫星高度角降低时其观测噪声和多路径误差显著增大,且具有高频周跳特点,常规GNSS周跳探测方法并不适用．据此,提出了一种综合电离层总电子含量变化率（TECR）和顾及高度角加权阈值模型的改进双频码相组合（MW）探测法的周跳探测与修复方法．实验结果表明:该方法能有效抑制低高度角和多路径影响带来的信号噪声,准确探测到各种类型周跳,可有效应用于海上GNSS浮标的数据预处理.      

GNSS三频周跳探测与修复算法

针对使用组合观测值探测周跳存在不敏感周跳且难以修复的问题,研究了三频周跳探测与修复的几何原理,从几何角度研究了多个相位无几何组合(GF)探测周跳的异同,以及加入MW组合后的效果,并搜索了相应的不敏感周跳。提出了以对应的横截面积最小为原则选取组合量的方法。经北斗三频实测数据验证,GF组合的数量以两个为宜,加入MW组合后不敏感周跳进一步减少,优化选取的两个GF组合和MW组合联合探测周跳仅存在一个不敏感周跳,且探测到的周跳均能正确修复。     

基于站际历元二次差模型探测与修复周跳的新方法

周跳探测与修复是高精度动态GPS定位的关键技术之一,直接影响模糊度在航解算的效率。针对动态相对定位中周跳探测方法“三差法”的不足,提出一种基于站际历元二次差模型进行探测与修复周跳的新方法。首先对站际历元间二次差观测值进行粗差探测,以确定发生周跳的卫星以及周跳初值;然后基于残差平方和最小原则搜索周跳备选组合并修复周跳。理论分析和实验结果均表明,当有效共视卫星多于4颗时,大多数情况下,新方法可以准确定位并修复周跳。     

基于小波变换的周跳探测与修复

探测和修复周跳一直是GPS定位中的关键问题。利用小波变换对相位减伪距观测量进行周跳探测。首先介绍小波变换周跳探测的一般方法，然后在此基础上提出改进。改进方法可以对周跳进行探测和直接修复，进而探测和修复多次周跳，同时有效地克服一般方法可能出现探测失误的缺点。这种改进方法的效果在实验中得到验证。