多普勒探测周跳精度分析

阐述了多普勒探测周跳的原理,采用IGS跟踪站1s采样率的观测数据,利用TE-QC软件分别生成2s、3s、4s、5s、10s、15s和30s采样率的另外几组观测数据。确定了这几组数据无周跳,人为地加入不同周数的周跳,利用多普勒方法对其进行周跳探测,并对结果进行分析与讨论。探讨了多普勒方法探测周跳的效果,给出在不同采样率下的周跳探测精度。     

联合法探测修复北斗系统测量数据周跳

准确探测周跳并进行修复是提高北斗系统导航定位精度的核心问题之一,针对电离层残差法可以高效地探测小周跳但却无法修复周跳与无法正常探测出某些特定组合的周跳,以及多普勒积分法并不完全适用于北斗系统高轨卫星的周跳探测与修复等缺陷,提出了基于电离层残差法和多普勒积分联合探测修复周跳的方法,并应用实测数据进行了算例验证。     

单频精密单点定位中周跳的处理方法

周跳探测是单频精密单点定位技术的难点之一.针对这一问题,提出一种适合于单频数据的周跳探测方法,即联合使用多项式拟合和多普勒积分法探测周跳.具体步骤是:先采用多项式拟合法处理星问单差数据,若探测结果表明单差观测值中存在周跳,则采用多普勒积分法进一步探测是哪一颗卫星发生了周跣以及周跳的大小.实验结果表明,此方法在周跳探测上具有有效性和准确性.     

多普勒积分辅助的动态单频周跳探测

相位伪距组合法常应用于动态单频周跳探测,但其探测周跳的效果受伪距噪声的影响较大。因此有必要结合其他的观测值,以降低伪距噪声的影响,从而提高单频周跳探测能力。提出了一种多普勒积分辅助的动态单频周跳探测方法,先采用多普勒观测值平滑伪距观测值,降低伪距的噪声,再进行历元间差分,显著提高了动态单频周跳探测的能力。实验分别采用不同采样率、高度角变化、连续周跳和含粗差的实时动态实测数据,分别在不同历元加入1周、3周、10周的模拟周跳,在相邻历元分别加入3周、4周和5周的连续周跳。结果表明,相较于相位伪距组合法与基于多项式拟合法的相位伪距组合法,该方法可以实时探测出所有的模拟周跳。多普勒积分辅助的动态单品周跳探测方法能够显著提升单频观测值的周跳探测能力。     

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。     

双频相位求差法与多普勒法探测与修复周跳的比较

介绍产生周跳和常用的探测与修复周跳方法,并通过用双频相位求差法和多普勒方法对周跳进行探测和修复,算例结果表明两种方法均能准确地锁定发生小周跳的历元,且能高效地修复观测值。两种方法执行效率高,实用性强,适合RTK等动态导航定位的应用。     

基于三差观测量的实时动态GPS周跳修复方法研究

提出了一种适用于实时动态周跳修复的方法。该方法利用多普勒观测值(或伪距),包括产生候选值、筛选候选值、确定候选值3个步骤。与已有的方法相比,该方法无需对观测值进行预报,适用于连续周跳的探测。理论推导和试验结果表明,在发生连续周跳时该方法能够探测出所有的周跳。     

基于多普勒积分的COMPASS卫星周跳与粗差探测

本文介绍了利用多普勒积分的方法对COMPASS卫星进行周跳和粗差探测的原理,并对探测精度进行了理论分析。利用实测数据模拟粗差和周跳数值试验,结果表明,试验结果与预设值非常接近。对于卫星导航系统监测接收机采样间隔为1s的实测数据,使用多普积分的方法可以准确、高效地检测出载波相位观测量中的粗差和周跳。     

多普勒积分重构与STPIR联合周跳探测与修复

用载波相位精密定位需保证相位无周跳,而1周的小周跳仍是目前双频定位中难以解决的问题.MW(Melbourn-Wübbena组合)法联合电离层残差法探测周跳应用广泛,但MW法精度不足.为此,本文提出重构多普勒积分的新方法以替换MW法.该方法基于信号传播的多普勒模型,仅利用广播星历和伪距定位的位置,即可重构出比多普勒观测量...     

星地双向时差测量系统周跳探测与修复算法

随着空间时间频率基准的精度越来越高,需要与之匹配的空间时频传递技术. 基于载波相位的星地双向时差测量方法可以实现更高的时间频率传递精度,但对于复杂的星地环境,由于航天器飞行动态高,时频传递链路的传输频率高,载波多普勒效应大,更容易出现粗差和周跳. 基于此,研究一种适合高动态环境下的星地双向时差测量系统载波相位周跳探测与修复方法,提出一种适用于三频组合模式的双向周跳探测与修复方法. 该方法联合双频码相 (MW)组合法可以实现不同类型周跳的探测与修复,对于上下行三条微波链路均可探测出周跳的存在并实现毫米级周跳修复精度. 进一步对基于载波相位测量的星地双向时差测量系统的星地时间同步性能进行分析,在经过周跳探测与修复,以及链路时延数据处理,其星地时间同步精度优于0.3×10–12 s.      

BDS精密单点定位在桥梁变形监测中的应用

桥梁变形监测是进行桥梁健康评估和后期修缮的重要内容．本文基于北斗卫星导航系统（BDS）精密单点定位技术,对实时采集的高频率BDS／GPS数据进行精密单点定位(PPP)静态和动态处理,并以相对静态定位结果作为参考,分析在桥梁复杂环境下BDS的PPP的精度,并把北斗动态PPP结果与GPS做对比．研究结果表明,在1 h连续变形监测时间左右,北斗静态PPP精度和BDS动态PPP定位精度可以达到厘米级,可以监测出大型车辆经过桥梁时的变形情况,并与GPS监测变形趋势基本一致．      

GPS天线转动测试系统的设计与应用

介绍了用于检测GPS接收机动态性能的天线转动测试系统,分析了天线圆周转,动引起的多普勒频移变化规律,提出了利用多普勒频移反推卫星仰角的基本方法,同时给出了利用该转动测试系统在检验GPS接收机动态测量精度和跟踪性能等方面的实际应用。     

An integrated GPS–accelerometer data processing technique for structural deformation monitoring

Global Positioning System (GPS) is being actively applied to measure static and dynamic displacement responses of large civil engineering structures under winds. However, multipath effects and low sampling frequencies affect the accuracy of GPS for displacement measurement. On the other hand, accelerometers cannot reliably measure static and low-frequency structural responses, but can accurately measure high-frequency structural responses. Therefore, this paper explores the possibility of integrating GPS-measured signals with accelerometer-measured signals to enhance the measurement accuracy of total (static plus dynamic) displacement response of a structure. Integrated data processing techniques using both empirical mode decomposition (EMD) and an adaptive filter are presented. A series of motion simulation table tests are then performed at a site using three GPS receivers, one accelerometer, and one motion simulation table that can simulate various types of motion defined by input wave time histories around a pre-defined static position. The proposed data processing techniques are applied to the recorded GPS and accelerometer data to find both static and dynamic displacements. These results are compared with the actual displacement motions generated by the motion simulation table. The comparative results demonstrate that the proposed technique can significantly enhance the measurement accuracy of the total displacement of a structure.     

利用码相二次差分与Jarque-Bera检验进行实时周跳探测

对伪距与载波相位观测值进行二次差分构造周跳检验参数,并利用Jarque-Bera方法对历元窗口内的周跳参数进行正态分布检验,较好地实现了周跳的实时探测。利用实测GPS静态数据以及车载GPS动态数据进行了周跳探测算例分析,结果表明,此方法能够实时探测出周跳,并能有效修复周跳。     

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。     

不同精密星历对震时高频GNSS解算结果精度分析

进行震时高频全球卫星导航系统（GNSS）数据解算时,不同的精密星历对GNSS解算结果会有不同的影响．本文针对IGS数据中心提供的最终精密星历(IGF)和快速精密星历(IGR)在震时高频GNSS数据解算结果中的精度进行分析,从理论上探讨不同星历对震时高频GNSS数据精度的影响,选取2010年Baja地震的高频GNSS数据采用GAMIT／TARACK单历元动态定位方法进行解算分析,结果表明,两种星历对震时高频GNSS数据结果相差不大, 在E、N方向上差值最大不超过2.2 cm,在U方向上差值最大不超过4 cm,且两种星历E、N、U方向均方根偏差小于2,解算震时高频GNSS数据时不同精密星历对解算结果精度影响差别在厘米级,当进行震时高频GNSS数据处理工作时,可使用不同精密星历进行替代解算．      

重力网的分段线性动态平差

为研究重力场的时变特性,考虑到我国全国重力网布设和观测的现状,引入一种分段线性动态平差模型,用于流动重力网的平差处理。与传统静态平差模型相比,该模型可以得到更可靠的重力场变化特征。为验证模型的有效性,对我国全国重力网数据和模拟数据分别进行了动态平差和静态平差处理。结果显示,对于全国重力网数据,两种平差方法得到的重力变化率的平均差值为13.4×10~(-8)m·s~(-2)/a,最大差值达50×10~(-8) m·s~(-2)/a,且动态平差精度明显优于传统静态平差。对于模拟数据,动态平差结果中80%以上的平差值与理论值差值在1×10~(-8) m·s~(-2)/a以内,只有两个差值超过2×10~(-8)m·s~(-2)/a,而静态平差结果中只有44.4%的平差值与理论值差值在1×10~(-8) m·s~(-2)/a以内,差值超过2×10~(-8) m·s~(-2)/a的占21%。因此,本文提出的分段线性动态平差模型与传统静态平差模型相比能更有效地反映真实重力场的变化信息。     

GPS单点测速的误差分析及精度评价

首先从理论和实测数据模拟两方面分析了SA取消后各类误差源对GPS测速的影响,推导并计算了GPS单点测速可能达到的精度水平。然后用静态数据模拟动态测速试验和实测动态数据测速与同步高精度惯导测速的动态试验进行验证。结果表明,采用载波相位导出的多普勒观测值使用静态数据模拟动态测速,其精度可以达到mm/s级;用接收机输出的多普勒观测值进行测速时,其精度为cm/s级。在动态测速试验中,GPS单点测速方法（即多普勒观测值测速与导出多普勒观测值测速）间的符合精度达到cm/s级,与高精度的惯导测速结果的符合精度为dm/s级,而且和运动载体的动态条件（如加速度和加速度变化率的大小）具有很强的相关性。