GPS三频非差观测值探测与修复周跳

针对三频几何无关相位组合无法修复三个频点周跳的问题,提出了一种GPS三频非差观测值探测并修复周跳的方法。按照适当的原则组合三频伪距/载波观测值,形成多个有效的几何无关检测量,并推导其各自发生周跳的阈值条件,系统地分析和验证新方法探测大周跳、小周跳和特殊组合周跳的性能;对大周跳取整修复观测值后,采用空间搜索的方法修复小周跳;最后用GPS数据进行算法测试与分析。实验表明,本文算法能够简单实时地探测并修复所有频率上可能发生的周跳组合。     

一种无盲点GNSS三频组合周跳探测与修复方法

针对GNSS现有的三频组合周跳探测法对特殊周跳组合容易出现探测盲点的问题,该文提出一种无盲点三频组合周跳探测与修复方法。该方法构造一个三频无几何相位组合和一个三频STPIR组合;利用这两个组合构建出公共盲点模型,进而得到三频伪距相位组合的系数约束条件;以此条件为基础,构造出可以探测出前两种组合盲点的三频伪距相位组合。将三频无几何相位组合、三频STPIR组合和特别构造的三频伪距相位组合联立,形成无盲点三频组合法,实现对各频点观测值周跳的无盲点探测与修复。利用实测数据对本文提出的无盲点三频组合法的有效性进行了验证,结果表明:该方法探测并修复了实测数据中所有的周跳,并对人为设置的特殊周跳组合实现了无盲点探测与修复。     

利用三频组合观测值的GPS周跳探测与修复

本文分析了GPS三频组合观测值在波长、电离层误差和偶然误差等方面的特性,并定义了衡量其特性的3种指标;结合传统的伪距/相位组合法,探讨了三频组合观测值探测与修复周跳的原理和方法。利用模拟的L5观测数据,进行了多种情况下周跳的探测与修复。结果表明:该方法能在单历元间准确探测出各个频率上发生的大、小不等的周跳。相对于原始观测值,长波长的三频组合观测值可以更有效地探测与修复周跳。     

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。     

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。     

GPS三频无几何相位组合周跳探测与修复

随着GPS现代化的实施和L5频率的开设,GPS进入了三频时代。相对于双频观测数据三频观测值线性组合可以形成更多长波长、弱电离层、低噪声的组合。本文分析了GPS三频无几何相位组合的特性,利用两个GPS三频无几何相位组合和一个三频伪距载波组合组成观测矩阵探测周跳,并采用搜索方法确保周跳修复的正确。最后利用模拟的L5观测数据进行验证,结果表明该算法可以有效地探测并修复周跳。     

基于伪距相位组合实时探测与修复GNSS三频非差观测数据周跳

三频观测量能形成具有更长波长、更小噪声、更小电离层影响等优良特性的组合观测量,有利于提高周跳探测和修复的精度。本文推导了伪距相位组合探测周跳的阈值条件;提出了周跳确定成功率的概念;并从提高周跳确定成功概率出发,给出了伪距相位组合选取的标准和方法;最后利用一组实测GPS三频数据进行了验证。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,根据文中提出原则选取的最优伪距相位组合可实时探测和修复三频非差观测数据中的所有周跳。     

基于BDS三频数据的周跳探测与修复

三频载波组合观测值能获得更多长波长、低噪声的优化组合。首先利用伪距与相位差法分析了组合观测值的电离层延迟和噪声影响;再使用能降低电离层延迟和观测噪声的3组线性无关组合(1,4,-5)、(-1,-5,6)和(-3,6,-2)对BDS三频数据进行处理;然后对BDS的3个不同星座进行周跳探测与修复。实验证明,该组合方法可准确探测并修复一周以上的所有周跳。     

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。     

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 new automated cycle slip detection and repair method for a single dual-frequency GPS receiver

This paper develops a new automated cycle slip detection and repair method that is based on only one single dual-frequency GPS receiver. This method jointly uses the ionospheric total electron contents (TEC) rate (TECR) and Melbourne–Wübbena wide lane (MWWL) linear combination to uniquely determine the cycle slip on both L1 and L2 frequencies. The cycle slips are inferred from the information of ionospheric physical TECR and MWWL ambiguity at the current epoch and that at the previous epoch. The principle of this method is that when there are cycle slips, the MWWL ambiguity will change and the ionospheric TECR will usually be significantly amplified, the part of artificial TECR (caused by cycle slips) being significantly larger than the normal physical TECR. The TECR is calculated based on the dual-frequency carrier phase measurements, and it is highly accurate. We calculate the ionospheric change information (including TECR and TEC acceleration) using the previous epochs (30 epochs in this study) and use the previous data to predict the TECR for the epoch needing cycle slip detection. If the discrepancy is larger than our defined threshold 0.15 TECU/s, cycle slips are regarded to exist at that epoch. The key rational of method is that during a short period (1.0 s in this study) the TECR of physical ionospheric phenomenon will not exceed the threshold. This new algorithm is tested with eight different datasets (including one spaceborne GPS dataset), and the results show that the method can detect and correctly repair almost any cycle slips even under very high level of ionospheric activities (with an average Kp index 7.6 on 31 March 2001). The only exception of a few detected but incorrectly repaired cycle slip is due to a sudden increased pseudorange error on a single satellite (PRN7) under very active ionosphere on 31 March 2001. This method requires dual-frequency carrier phase and pseudorange data from only one single GPS receiver. The other requirement is that the GPS data rate ideally is 1 Hz or higher in order to detect small cycle slips. It is suitable for many applications where one single receiver is used, e.g. real-time kinematic rover station and precise point positioning. An important feature of this method is that it performs cycle slip detection and repair on a satellite-by-satellite basis; thus, the cycle slip detection and repair for each satellite are completely independent and not affected by the data of other satellites.     

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...     

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。     

利用无几何消电离层组合实现北斗三频周跳探测与修复

针对强电离层延迟影响周跳探测与修复精度的问题，本文基于北斗三频数据特性构建了无几何消电离层组合，并对其组合系数进行了筛选。然后，联合MW（Melbourne-Wbbena）组合和电离层残差法构建周跳检验量实现对北斗三频实测数据的周跳探测与修复。在试验过程中通过设置不同类型的周跳组合对本文算法进行全面有效地检验。试验结果表明：本文算法能够探测出所有大小的周跳，包括不敏感周跳，并能将其完整地修复。     

一种历元间差分单站单频周跳探测与修复方法

提出了一种基于历元间单差观测值的单站单频周跳探测与修复方法。通过假定前一历元为基准站,当前历元为流动站,采用相对定位处理模式获取当前历元观测值的验后单位权中误差,并基于抗差最小二乘获取每颗卫星的观测值残差,对单站单频数据进行周跳探测与修复。通过对实测数据的验证分析表明,按照本文方法可以100%探测周跳发生的历元。并且,当至少4颗卫星未发生周跳时,如发生异常卫星数小于可视卫星数的30%,则在95%以上的情况下可以有效确定异常卫星;当异常卫星过多时,本文方法确定异常卫星的成功率会有所下降。但是,对于探测出发生周跳的异常卫星,本文方法均可100%对其周跳进行修复。     

GPS/INS紧组合的INS辅助周跳探测与修复

建立了GPS/INS紧组合定位模型,改正惯性器件误差及电离层折射误差,对不同组合观测量的误差影响进行了分析,构造不同观测值组合,提出了基于惯性信息辅助的GPS周跳自适应探测方法,分析了INS定位误差对周跳探测的影响,给出了周跳探测误报率及修复成功率评价指标,提出了一种周跳检测阈值自适应确定方法。利用实测组合导航试验数据验证本文的算法,文中模拟了不同的单历元多周跳及信号失锁条件,结果表明,在GPS信号完全失锁20 s内,该方法能准确检测和修复所有周跳,中断时间的延长降低了周跳修复的成功率;GPS信号部分失锁时,在模拟的90 s中断时段内仍能修复所有周跳;模拟了170历元的5 s间隔密集周跳,周跳探测成功率为100%,正确修复率为99.41%。     

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.     

三种常用周跳探测与修复方法的性能分析

针对全球卫星导航系统（GNSS）数据处理中周跳探测与修复方法的合理选择问题,本文对三种常见的周跳探测与修复方法的性能进了评价分析.给出一种基于数理统计理论的周跳探测结果可靠性评价新方法,利用该新方法评价了多项式拟合法和TurboEdit法对同一组双频实测数据进行周跳探测所得结果的可靠性,以及多项式拟合法和三频无几何组合法对同一组三频实测数据进行周跳探测所得结果的可靠性.综合两组评价结果可知,对于双频实测数据而言,TurboEdit法的探测效果优于多项式拟合法；对三频实测数据而言,三频无几何组合法的探测效果优于多项式拟合法；但多项式拟合法对双频、三频观测数据均可进行周跳探测与修复,因此适用性更广.