多项式拟合法和电离层残差法联合探测与修复周跳

周跳的探测和修复是实现高精度GPS测量的关键问题.目前对载波相位观测值周跳的探测和修复已有多种方法,但都有各自的不足.文中综合利用多项式拟合法和双频电离层残差法来探测和修复周跳.介绍两种方法的数学模型,给出具体实施步骤,利用算例验证方法的可靠性和有效性.     

星载GPS载波相位周跳探测方法

在星载GPS载波相位测量中,周跳的探测与修复对最后的定位精度起着至关重要的作用。本文根据在星载条件下GPS载波相位测量的观测时间短、环境变化复杂、所得历元少和基本不受对流层延迟影响等特点,论述了适用于星载高动态环境GPS载波相位周跳探测和修复的方法,并指出各种方法的特点和适用要求。     

卫星双向载波相位时间频率传递及其误差分析

深入解析了基于码伪距测量的卫星双向时间频率传递(TWSTFT)原理,对其误差进行了分析,其精度主要受码速率的限制,难于满足更高精度要求;文章提出了基于载波相位的卫星双向时间频率传递方法,载波频率高,波长短,从理论上分析了以其作为TWSTFT伪距测量的参数可大幅度提高时间传递的精度;并对TWSTFT载波相位测量存在的误差源进行了初步分析,得出影响最大的因素是转发器误差、电离层误差、多径效应误差及星站相对运动引起的误差,参考GPS载波相位测量中误差消除的方法,对误差的消除方法提出建议。     

一种北斗定向系统的周跳检测及修复方法

载波相位测量是北斗卫星定向系统的核心。要实现高精度,必须保证载波相位无周跳现象。针对载波相位变化率的精度易受载体速度变化影响,电离层残差法可修复小范围周跳的情况,提出一种联合载波相位变化率和冗余双差观测量的方法,并对实测数据进行算法验证。结果表明该方法可以有效修复周跳,在载体动态情况下取得良好效果。     

利用双频载波相位观测值求差的方法探测与修复周跳

周跳的探测与修复,特别是小周跳的探测是GPS高精度实时定位的热点问题.分析两种载波相位观测值的关系,提出一种利用两种载波相邻相位观测值求差的方法探测与修复周跳.通过实例分析,证明该方法能够有效地探测并修复周跳.     

综合利用载波相位变化率和切比雪夫多项式探测与修复单频GPS周跳

提出一种单频GPS载波相位周跳探测、修复方法,采用载波相位变化率探测周跳,并记录周跳发生的开始时间和结束时间,进而利用切比雪夫多项式修复周跳。介绍了该算法的数学模型,给出了具体实施步骤,并用算例验证了算法的有效性与可靠性。     

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。     

CORS基准站周跳探测与修复方法研究

在高精度GNSS测量中,周跳的存在直接影响到整周模糊度的解算及最终定位精度。针对目前各省市连续运行基准站网多系统观测数据的获取导致周跳探测工作量增加,该文基于甘肃省卫星定位连续运行基准站网(GSCORS)双频观测值提出了一种满足普遍条件的多系统周跳探测方法。采用相位减伪距结合电离层残差法分别对GPS和BDS原始观测值进行周跳探测与修复,通过对相应载波的模拟周跳探测发现,BDS较大的卫星钟差和伪距噪声影响了数据质量,其周跳检测量时间序列波动大于GPS,对7周以上周跳探测的精度较GPS会有1周的偏差,但电离层残差法能对BDS相位减伪距法探测残留的1周小周跳进行二次探测并修复。实验最终证实该方法能够有效探测并且正确分离GPS和BDS每个频率1周以上的周跳。     

空间激光链路时频传递算法及仿真分析

利用空间高精度时频系统提供的超高精度时间频率信号,可以开展一系列空地时频传递和基础物理实验,支撑相对论及相关理论的高精度检验。针对空间激光链路时频传递算法进行了理论推导及仿真分析。首先,从星地激光双向时间比对理论公式出发,对比分析了X型星地双向时间比对与Lambda型星地双向时间比对的优缺点。其次,针对空间站轨道高度讨论了相对论效应对坐标时与原时转换的影响。最后,讨论了空地时频比对数据不连续性对空间站高精度原子钟稳定性评估的影响。结果表明：(1)基于激光测距方式的Lambda型双向时间比对可以抵消一阶多普勒对上下行距离项差异的影响,且Sagnac项影响的增大可忽略;(2)星地时间比对中坐标时和原时转换的相对论项对空间站位置的速度精度提出了高要求,为实现1×10-18量级的频率偏差比对精度,空间站地心距精度要求为1 dm,速度精度要求为0.1mm/s;(3)受空间站对地可见性影响,仅利用国内测站无法通过星地链路进行中短期原子钟稳定性的评估。     

CORS基站周跳探测与修复方法研究

在高精度GNSS测量中,周跳的存在直接影响到整周模糊度的解算及最终定位精度。针对目前各省市连续运行基准站网多系统观测数据的获取导致周跳探测工作量增加,本文基于甘肃省卫星定位连续运行基准站网(GSCORS)双频观测值提出了一种满足普遍条件的多系统周跳探测方法。采用相位减伪距结合电离层残差法分别对GPS和BDS原始观测值进行周跳探测与修复,通过对相应载波的模拟周跳探测发现,BDS较大的卫星钟差和伪距噪声影响了数据质量,其周跳检测量时间序列波动大于GPS,对7周以上周跳探测的精度较GPS会有1周的偏差,但电离层残差法能对BDS相位减伪距法探测残留的1周小周跳进行二次探测并修复。试验最终证实该方法能够有效探测并且正确分离GPS和BDS每个频率1周以上的周跳。     

基于电离层残差法探测和修复周跳多值性的方法研究

针对电离层残差法探测和修复周跳的多值性问题,基于实测数据分析了使用相位减伪距法和载波相位变化率法解决问题的可行性、方法、步骤及效果。研究表明,这两种联合算法都能正确地探测和修复周跳,且具有简单有效的特点。     

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。     

A double-differenced cycle slip detection and repair method for GNSS CORS network

The difficulty to detect and repair cycle slip of carrier phase measurements is a key limit for continuously high accuracy of GNSS positioning and navigation services. We propose an automated cycle slip detection and repair method for data preprocessing of a CORS network. The method jointly uses double-differenced (DD) geometry-free (GF) combination and ionospheric-free observation corrected for the computed geometrical distance (IF-OMC) to estimate the cycle slips in dual-frequency observations. The DD GF combination, which is only affected by the ionospheric residual, can be used to detect cycle slips with high reliability except for special pairs such as (77, 60) on GPS L1/L2 frequencies. The detection principle of the IF-OMC observable is such that there is a large discontinuity related to the previous epoch when cycle slips occur at the present epoch. The disadvantages of these two combinations can be overcome employing the proposed detection method. The cycle slip pair (77, 60) has no effect on the GF combination, while a change of 14.65 m is derived from GPS L1/L2 observations using the IF-OMC algorithm. Using pre-determined station coordinates as precise values, we found that the accuracy of the DD IF-OMC combination was 18 mm for a 200-km CORS baseline. Therefore, cycle slips in dual-frequency observations can be correctly and uniquely determined using DD GF and IF-OMC equations. The proposed method was verified by adding simulated cycle slips in observations collected from the CORS network under a quiet ionosphere and shown to be effective. Moreover, the method was assessed with observations made during intense ionospheric activity, which generated extensive cycle slips. The results show that the algorithm can detect and repair all cycle slips apart from two exceptions relating to long data gaps.     

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。      

基于多普勒辅助的电离层残差探测与修复周跳改进方法

针对典型周跳探测与修复方法中的电离层残差法当同一历元多个频点发生周跳时,无法准确探测及修复周跳的问题,提出了一种用多普勒辅助电离层残差法的周跳探测与修复的改进方法。基于实测及仿真数据,证明了该方法能够有效解决电离层残差法存在的上述问题,即使某一历元多个频点同时发生周跳,也可以准确探测周跳发生的位置、频点及相应数值,精度达到1周,有效提高了电离层残差法探测与修复周跳的准确性与可靠性。     

独立周跳和非独立周跳在高次差法中的分析

GPS信号在传送过程中,载波相位由于受到信号的遮挡、干扰、接收机故障等原因的影响,引起整周计数部分突变,从而产生周跳。周跳会造成观测数据不准确,直接影响到GPS测量的精度。针对GPS周跳中存在独立周跳和非独立周跳的问题,依据高次差法的特征子序列对非差载波相位进行模拟分析,通过实验研究结果表明:高次差法能有效地探测出间隔2个历元的非独立周跳,但对于间隔3个以上的历元无能为力;连续周跳的情况对高次差法探测周跳的能力没有影响。     

基于MW与STPIR组合的周跳探测与修复方法研究

针对载波相位观测值中出现周跳的问题,将TurboEdit算法中的LG组合进行二次历元间差分(STPIR),差分结果可以很好地消除电离层延迟的趋势项影响,而且差分后的组合观测值不受观测数据采样间隔的影响,从而有利于周跳的探测。同时,利用MW组合与STPIR组合实现了周跳的探测与修复。对静态和动态观测数据进行处理的结果表明,将MW与STPIR组合可以更准确地探测与修复周跳。     

惯导辅助的无电离层与宽巷组合周跳探测与修复方法

由于卫星信号被遮挡、低信噪比或接收机运动等原因,载波相位观测值较正常值会发生周跳。为解决这一问题,基于精密单点定位与惯导组合系统,提出了一种有效的惯导辅助周跳探测与修复方法。该方法基于无电离层（ionospheric free,IF）组合与宽巷（wide lane,WL）组合,利用惯导短时高精度信息代替伪距消除站星几何距离,结合历元间差、星间差等建立惯导辅助的IF组合模型和惯导辅助的WL组合模型。惯导辅助的IF组合模型不受电离层延迟影响,但无法探测特殊比例周跳,惯导辅助的WL组合模型波长较长,却无法探测双频等周周跳,两者的综合使用实现了优势互补。实验结果表明,该方法不仅能有效探测出各种大、小、双频等周和特殊比例周跳,而且在一定卫星信号中断时间内能实现周跳瞬时校正。