两种周跳探测方法在北斗三频中的应用比较研究

以多频组合观测值理论为基础,利用北斗三频实测数据,对比分析多频伪距/载波相位组合法和MW & Geometry-free组合法对北斗三频载波相位周跳的探测情况.结果表明,两种方法不但探测精度较高,而且对大小周跳都可以快速准确地探测出来,都可以应用于三频载波相位的周跳探测中.     

北斗三频周跳探测方法研究

三频观测量能形成更多优良组合,有利于提高周跳探测和修复的成功率。针对目前北斗已经实现三频观测数据播发,为周跳探测与修复提供了新方法和新途径的现状,该文基于多频伪距相位组合法对北斗三频实测数据进行了数据预处理。结合北斗三频载波相位组合的特性,给出了组合观测量的选取标准,并且利用一组实测数据进行了验证。实验结果表明,在数据采样率较高、历元间电离层延迟变化可忽略时,根据该方法选取的最优伪距相位组合可探测和修复观测数据中的所有周跳。     

北斗三频数据周跳的探测方法

介绍了利用北斗三频伪距和相位组合探测周跳的原理,给出了一种周跳探测的新方法.研究了多频载波相位组合观测量的选取标准,并利用北斗卫星实测数据进行了仿真试验.结果表明:三频观测量可构造出更多组合特性良好的周跳探测检验量,对于单一频点或多个频点同时发生周跳的情况均可有效探测.     

多频组合数据在原始载波观测值预处理中的应用

周跳及粗差的产生将破坏GPS原始载波观测数据的连贯性,而传统的探测修复方法由于受到采样间隔的影响,不能完全对大采样率条件下原始观测数据周跳进行修复及较小粗差探测。随着GPS现代化中3个频率的应用,将多频组合观测值中好的特性应用到周跳及粗差的探测与修复已成为可能。通过多频载波相位组合观测值的波长特性,结合传统的伪距/载波探测原理,利用模拟的GPS多频数据进行各种情况下周跳与粗差的探测及修复,同时对一条GPS基线进行原始观测数据预处理作实例分析。结果表明,通过多频数据组合能够完全实时修复大采样率条件下各种情况的周跳,可以实时探测出0.2周以上的粗差。     

基于多频载波/伪距数据组合进行周跳探测与修复的实现

随着GPS现代化、伽利略计划和Compass的建立,多频载波相位的研究已是一个热点方向。利用模拟的GPS多频数据通过多频载波/伪距数据组合进行周跳探测和修复,并对模拟的L5数据进行检验。实验结果表明,文中方法不仅对一系列的大周跳具有良好的探测和修复效果,对小周跳的探测和修复也很理想。     

实时修复双频原始载波相位观测值周跳的虚拟值探测法

利用各频率观测值间物理上的相关性,采用数学变换得到一个含有双频原始载波观测信息的虚拟观测值,与双频数据按长波长特性进行多频组合来放大周跳。对探测出的周跳候选值利用Melbourne-Wubbena组合及多项式拟合作为两个判别条件来进行甄选,达到了实时修复双频原始载波相位观测值周跳的目的。     

北斗三号卫星的周跳探测与修复算法

在高精度GNSS应用中,载波相位观测值中出现周跳问题直接影响到整周模糊度的解算及最终定位精度,针对北斗卫星导航系统三代卫星密集发射的现状,该文提出一种联合采用码伪距与相位伪距组合、MW组合和电离层残差组合进行北斗三号卫星双频数据周跳探测和修复的算法。该算法可以发挥单个组合优势有效进行周跳探测且能避免各自的探测盲区,联合3种组合观测量进行周跳值求解时,计算方法简单,可以直接取整得到周跳值。通过对北斗三号卫星双频实测数据的处理分析,验证了该算法能够准确地探测出所有周跳,并能够有效修复。     

北斗系统周跳探测与修复方法探究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的继美国GPS和俄罗斯GLONASS之后第3个成熟的卫星导航系统。进行GNSS相位数据处理的过程中,由于某种原因,载波相位观测值突然出现整周数的跳变的现象称为周跳。周跳现象的发生将会严重影响后续的数据处理,因此,有必要在解算前完成周跳探测与修复工作。本文就北斗系统周跳探测与修复课题进行了较为全面的探究,先后介绍了高次差法、多普勒法、伪距载波相位组合法、电离层残差法、三频数据组合探测法等一系列周跳探测与修复方法,可分别应用于不同频段接收机、不同观测环境、不同数据处理模式。     

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。     

GPS载波相位观测值中周跳探测与修复的研究

针对GPS载波相位定位中出现的周跳问题,提出一种新的周跳探测方法。基于非差相位观测值线性组合模式,以相位与伪距差法和电离层残差法相结合来探测与修复周跳。通过对同一组无周跳的数据采取人为加入周跳,比较两种周跳探测与修复方法的优缺点,以相位与伪距之差组合为辅助,检查大周跳,用电离层残差组合方法再对双频GPS数据进行进一步的周跳探测和修复。根据实例分析,验证该方法能够快速有效地探测并修复周跳,使双频载波相位法更具有实用性。     

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。     

一种适于Compass周跳探测的三频数据优化组合

根据多频数据组合原理,推导了组合观测值电离层比例因子与噪声比例因子的关系,分析了Compass码和相位的多种可能组合,从中选取3种线性无关的优化组合作为周跳检验量。所选检验量保持了周跳的整数特性,便于准确估计与修复周跳。利用Compass-M1实测数据进行的实验表明,基于优化组合可以探测出1周以上的所有周跳,在缺失历元较少和无电离层异常时可以准确估计与修复基本频率的周跳。     

一种改进的基于 BDS 三频非差观测的周跳实时探测与修复模型

BDS三频观测条件下可以组合得到具有优良特性的虚拟载波观测量,有利于改善非差观测数据的周跳实时探测与修复。文中提出一种基于BDS三频非差数据的周跳实时探测与修复模型:首先,采用消电离层无几何HMW组合观测量探测和修复EWL周跳;然后,将经过修复的EWL观测量与WL组合消除几何相关项,忽略电离层延迟残差进而确定WL周跳;最后采用经过修复的WL观测量与NL组合形成无几何观测量,并通过优化载波相位组合确定电离层延迟的变化量以探测和计算NL周跳,并通过简单变换得到原始载波观测量的周跳值。通过实测BDS三频数据对模型可行性进行验证分析,结果表明,即使在30s的采样率以及电离层活动活跃条件下,该模型都可有效实时探测和修复各类周跳。     

GPS三频组合探测与修复周跳的研究

通过GPS三频组合观测值周跳检验量,提出了利用最小二乘原则选择最优组合观测模型的方法,选择了一组最优组合模型。通过各载波间的频率关系,模拟出L5频数据,编制了周跳探测软件,通过实例验算,结果表明组合模型探测周跳精度优于其他模型。     

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。      

A new triple-frequency cycle slip detecting algorithm validated with BDS data

Triple-frequency global navigation satellite systems allow the introduction of additional linear observation combinations. We define two geometry-free phase combinations and one geometry-free pseudorange minus phase linear combination to detect and correct cycle slip in real time. At first, the optimal BDS (BeiDou System) triple-frequency geometry-free phase combinations are selected for cycle slip detection. Then, a detailed analysis of the cycle slip detection is performed by examining whether some special cycle slip groups cannot be discovered by the selected combinations. Since there still remain some cycle slip groups undetectable by the two geometry-free phase combinations, we add a pseudorange minus phase linear combination which is linearly independent with these two phase combinations, to be sure that all the cycle slips can be detected. After that, an effective decorrelation search based on LAMBDA and least squares minimum principle is applied to calculate and determine the cycle slips. The method has been tested on triple-frequency undifferenced BDS data coming from a benign observation environment. Results show that the proposed method is able to detect and repair all the small cycle slips in the three carriers.     

多频载波相位组合进行单点定位

不同于双频数据的应用,多频数据的采用对单点定位有着特殊意义,可以更好地获得其模糊度的解。基于卫星导航定位系统多频载波相位线性组合理论,研究了具有特殊意义的组合观测值及其特性。在此基础上,通过多频观测值数据的数值仿真,采用新方法进行整周模糊度快速求解。编制了基于多频载波相位组合单点定位软件,通过结果的比较分析,得出有一定实际应用意义的结论。此方法算法简单,速度快,能够满足实时导航定位的需要,具有工程应用价值。     

基于伪距相位和STPIR组合的北斗三频周跳探测与修复

GNSS周跳探测中,电离层残差法的适用性受数据采样间隔的影响较大,同时联合其它组合观测量进行周跳修复时,周跳修复方程组易出现病态解。针对这些问题,文中提出一种可靠的北斗三频周跳探测与修复算法,通过构造北斗三频电离层残差组合观测量,进行二阶历元间差分,基于三频伪距相位组合优选理论,选取适用于北斗三频数据的伪距相位组合,结合两种组合观测量,优选条件数较小的组合系数矩阵进行周跳修复,最后通过北斗三频实测数据验证,结果表明:在数据采样间隔较大的情况下,利用构建的三个组合观测量可以探测出北斗三频原始数据中的所有周跳,具有很好的修复效果。     

GNSS数据质量分析

GNSS载波相位观测值受观测噪声和接收机钟跳等的影响,其周跳检验量序列随时间发生变化。为构造稳健而又敏感的周跳检验量,需对不同系统的卫星数据质量进行分析,而多路径效应和信噪比则是影响观测数据质量的重要指标。本文重点分析了GPS与BDS卫星数据的多路径效应及信噪比,并提出了一种接收机时钟的钟跳探测方法,即采用双频相位观测值的O-C值,通过消电离层线性组合进行钟跳探测。