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。     

星载双频GPS二次周跳探测方法研究

在利用W-M宽巷组合进行周跳初步探测的基础上,加入了新方法进行二次周跳探测。该方法通过利用来自同颗GPS卫星的无电离层影响L3组合相位观测值在相邻历元间的变化量与dm级精度的先验轨道坐标,计算得出星载GPS接收机历元间的钟差变化值。对于存在周跳的载波相位观测值,其计算结果会与同历元其他无周跳观测值解算的钟差变化量存在较大差异。实验结果表明,二次探测可以发现新的周跳并对初步探测结果进行检核。     

基于小波变换的GPS精密单点定位中的周跳探测

基于双频观测值的Melbourne-Wübbena组合和Geometry-free组合,提出了利用连续小波变换方法来探测GPS相位观测值中的周跳,论述了GPS精密单点定位中的周跳探测和连续小波变换方法探测周跳的算法,说明利用高斯函数的一阶求导小波变换对周跳的多尺度分解的敏感性,能够提高组合观测信号的信噪比,准确定出1周左右的周跳发生位置,从而可以提高利用非差观测值解算周跳和模糊度的效率,并给出具体算例验证了本方法的可行性和有效性。     

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%。     

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。     

双频BDS实时精密单点定位算法和精度分析

为了对BDS实时精密单点定位性能进行评估,该文提出了一种适用于BDS系统的实时精密单点定位算法。采用无电离组合模型作为双频实时精密单点定位的数学模型,采用电离层残差法和Melbourne-Wübbena组合实时探测相位周跳,进而单历元实时估计坐标、模糊度等参数,实现了BDS双频实时精密单点定位算法。基于此算法,采用轨道钟差产品和采样间隔为1s的观测数据,模拟实时BDS双频精密单点定位算法,并评估其定位精度。实验结果表明:BDS双频实时定位的平面精度和三维精度均为0.2m左右。     

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。     

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。     

模糊度直接求解算法用于GPS周跳的探测与修复

探测与修复周跳是GPS数据处理中的一个关键问题.针对CPS载波相位定位中出现的周跳问题,本文提出了一种新的周跳探测与修复的方法:首先组成双差相位观测方程,并根据观测文件中的近似坐标求得基线约束条件;随后利用基线约束条件直接求解各个历元的模糊度值,并依据历元间的模糊度变化来探测与修复周跳.通过编写应用程序和实例验证表明这...     

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。     

一种INS辅助的PPP周跳探测方法

PPP/INS组合导航系统中,接收机载波相位观测值由于接收机高动态、卫星低仰角、信号被遮挡等原因,往往发生周跳。周跳不仅会影响PPP定位精度,而且可能会导致模糊度参数重新初始化以致数十分钟才能重新收敛。针对以上问题,本文提出利用惯性导航系统（INS）辅助PPP宽巷周跳探测的新策略,通过具有短时高精度的INS信息,消除宽巷组合中的站星几何位置,克服传统MW方法中码伪距噪声及多路径误差的影响。试验表明,INS辅助的宽巷周跳探测方法能够精确识别各种宽巷小周跳。将该方法与无几何距离（GF）组合方法相结合,可以实现对双频等周周跳和特殊周跳（5/4、9/7等）的探测,具有较高探测精度,并可应用于实时周跳探测。     

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.     

相位求差法与多项式拟合法探测修复周跳的比较

目前对相位观测值周跳的探测和修复已有多种方法，但是各种方法都不是很完善。通过用相位观测值相邻历元求差法和多项式拟合法对周跳进行探测和修复，算例结果表明相位观测值相邻历元求差法不仅能准确地锁定发生小周跳的历元，而且能高效地修复观测值。该方法执行效率高，实用性强，尤其适合动态定位的应用。     

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。     

基于数据质量分析的TECR周跳处理算法

针对电离层活跃期或磁暴发生时,现有周跳探测算法未能正确探测并修复周跳的问题,提出了基于数据质量分析的电离层总电子含量变化率（以下简称电离层速率,TECR）拟合残差算法。通过对电离层拟合残差进行数据质量分析,可自适应确定最优拟合历元数,利用此历元数拟合得到的TECR拟合值可有效削弱电离层延迟影响。为保证周跳修复的准确性,采用搜索再判定与TECR补充检测方法对周跳修复值进行验证与确认。通过高电离层延迟条件下的实测数据对本文算法进行验证分析,实验结果表明该方法能够消除电离层延迟影响,实现电离层活跃期时的周跳探测与修复。     

GPS双频非差周跳探测修复SET法

分析了TurboEdit方法中MW组合和GF组合的缺陷,提出了GPS双频非差周跳探测修复SET（satellite elevation TurboEdit）法。设计了自适应滑动窗口模型对MW组合进行改进,避免了在低高度角时引入多径误差和噪声误差对后续处理精度的影响,增强了对小周跳的探测与修复能力。对GF（geometry-free）组合中引入的伪距误差采用历元间求差法进行替换,同时在卫星低高度角时,对其探测阈值引入高度角加权系数,有效剔除虚假周跳,提高周跳探测成功率与可靠性。在探测出周跳后,联合两种方法组合进行周跳修复。实验结果表明,SET法能够有效地抑制低高度角时的多径效应和观测噪声,降低周跳误探率,并对周跳进行有效修复。     

A cycle slip fixing method with GPS + GLONASS observations in real-time kinematic PPP

A key limitation of precise point positioning (PPP) is the long convergence time, which requires about 30 min under normal conditions. Frequent cycle slips or data gaps in real-time operation force repeated re-convergence. Repairing cycle slips with GPS data alone in severely blocked environments is difficult. Adding GLONASS data can supply redundant observations, but adds the difficulty of having to deal with differing wavelengths. We propose a single-difference between epoch (SDBE) method to integrate GPS and GLONASS for cycle slip fixing. The inter-system bias can be eliminated by SDBE, thus only one receiver clock parameter is needed for both systems. The inter-frequency bias of GLONASS satellites also cancels in the SDBE, so cycle slips are preserved as integers, and the LAMBDA method is adopted to search for cycle slips. Data from 7 days of 20 globally distributed IGS sites were selected to test the proposed cycle slip fixing procedure with artificial blocking of the signal; cycle slips were introduced for all un-blocked satellites at each epoch. For a 30-s sampling interval, the average success rate of fixing can be improved from 73 to 98 % by adding GLONASS. Even for a 180-s sampling interval, GPS + GLONASS can achieve a success rate of 81 %. A real-time kinematic PPP experiment was also performed, and the results show that using GPS + GLONASS can achieve continuous high-accuracy real-time PPP without re-convergence.     

北斗三频非差观测值的电离层周跳探测与修复

针对历元间隔较大或电离层延迟较大的情况,采用两个无几何相位组合与一个最优无几何无电离层组合形成3个线性无关的探测量,将历元间高次差法引用到无几何相位组合探测量中,通过选取合适的探测阈值,使无几何相位组合能够正确探测到较大电离层影响情况下的不敏感周跳。此外,文中采用了一种特殊的无几何无电离组合观测量进行辅助修复,通过两次取整保证了周跳修复的准确性,避免了传统三频周处理中的搜索算法造成错误修复的问题,试验表明,文中算法可以正确探测与修复较大电离层影响情况下不同北斗卫星星座类型的所有小周跳组合以及不敏感周跳组合。