GPS相位观测值中周跳的探测与修复

在ＧＰＳ测量中，如何对载波相位观测值中的周跳进行探测和修复，是精密定位数据处理中的一个十分重要的问题。本文首先概述了周跳的产生、定义及其来源，其次介绍了不同周跳检验量的构成，然后重点讨论了周跳检验的若干方法，最后引出了几点结论。     

伪距相位组合联合STPIR组合探测北斗三频周跳

周跳检验量的构建是实现周跳探测与修复的根本。本文在详细阐述伪距相位组合基本原理的基础上,研究了该组合周跳检验量的选取标准。根据选取标准优化组合系数,然后联合STPIR组合得到最优周跳检验量。最后,利用北斗三频实测数据设计相关实验对该周跳检验量进行验证。验算结果表明:根据本文方法所构建的周跳检验量在探测与修复周跳上具有良好的效果,可以探测出原始观测值中的任意周跳。     

几种周跳探测方法在COMPASS数据预处理中的应用

周跳探测一直是数据预处理中的关键问题,文中介绍高次差法、电离层残差法、M—W组合法进行周跳探测的原理及实现方法,并利用COMPASS监测站实测数据进行周跳探测试验,对周跳发生前后检验序列的变化做对比,结果表明,以上各方法可以准确、高效地检测出COMPASS载波相位观测量中的周跳。     

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。     

GNSS/INS紧组合中的周跳探测方法

讨论了GNSS/INS紧组合算法;依据卡尔曼滤波新息检验理论研究了GNSS/INS紧组合中的周跳探测方法。通过实验论证,对比分析了GNSS/INS紧组合模式和纯GNSS模式下,动态周跳探测与处理的效果。实验结果表明:紧组合模式对周跳的发生更为敏感,可以有效地提升周跳探测的效果。     

GPS三频非差观测数据周跳的自动探测与改正研究

在GPS三频非差观测数据的处理中,由于伪距噪声的影响,利用原始的伪距和载波相位观测数据估计的模糊度误差比较大,不能用于探测和改正周跳。对原始观测数据进行平滑或适当的组合处理,可降低观测噪声的影响。因此,本文选择合适的经过平滑或组合处理后的观测数据作为探测周跳的检验量,探测并改正单个频点上的周跳。在分析了一般周跳的特点并在研究双频周跳自动探测与改正方法基础上,提出了选取检验量的四条基本原则。最后,依此原则选取了三个观测值组合作为周跳检验量,利用该组检验量实现三频非差观测数据周跳的自动探测与改正。     

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。     

北斗三频周跳探测和修复的空间几何算法

影响周跳探测完整性的关键问题就是不敏感周跳的探测。针对这个问题,本文详细阐述了周跳探测在空间几何中的含义,包括组合系数的类型和数量与探测不敏感周跳之间的几何关系。依据空间几何原理的分析和尽可能减少不敏感周跳数据的要求,采用两个无几何相位组合和一个MW(MelbourneWbbena)组合构成周跳检验量。最后利用北斗三频实测数据对本文算法的正确性和可靠性进行验证计算。计算结果说明:本文算法具有较强的周跳探测修复能力,可以有效地避免不敏感周跳对探测结果的影响。     

不同采样率对GPS原始相位观测值周跳探测方法的影响及其效果比较

在GPS精密定位中，载波相位观测值周跳探测和修复的好坏程度将直接影响定位结果的精度，特别是实时动态定位（RTK）。当接收机采用不同采样率时，由于相位观测值所组成的序列函数收敛性将发生变化，各种周跳探测方法的能力也将发生改变。综述了几种常规的周跳探测方法，并对其特点与局限性进行了分析，然后对构造出的周跳检验量进行了比较，在此基础上通过大量算例探讨了在不同采样率下其探测周跳的能力和适用度，最后得出了一些有益的结论。     

高频GNSS数据MGF周跳解算方法的质量控制

针对全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）高频数据周跳的高可靠性快速探测与修复,基于改进的相位几何无关(modified geometry-free, MGF)组合量,提出了MGF周跳解算的质量控制方法,以进一步提高周跳修复的成功率。根据MGF组合观测量及误差特征,推导了其周跳修复的边界条件,并分析了不同导航卫星系统MGF方法的适用性,及观测噪声对周跳解算结果的影响。在此基础上,构建了MGF组合的质量控制检验量,经多系统GNSS实测数据试验分析,结果表明:MGF方法能够对小周跳（如小于5周的周跳）实现快速探测,修复成功率可达到99.90%以上;利用MGF组合的质量控制检验量能够分别识别出GPS、BDS和GLONASS中100%、87.57%和77.42%的错误周跳解算结果,使得MGF周跳解算错误率降低至0.01%。MGF方法受相位噪声影响显著,MGF组合的质量控制检验量能够有效识别错误的周跳解算结果,从而提高周跳修复成功率,但随着相位几何无关组合量噪声水平的增加,MGF质量控制检验量对于周跳修复错误和观测噪声的区分性降低。     

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。     

实时周跳探测与修复的TurboEdit历元差优化算法

为了解决电离层扰动和低高度角下非差数据的实时周跳探测与修复问题,提出了一种基于TurboEdit历元差模型的优化算法。首先在无几何距离组合历元差中加入滑动多项式拟合法提取电离层延迟与多路径效应误差的趋势项,通过选择合适的阈值,增强对小周跳的探测能力;然后针对历元差模型无法区别周跳与粗差的问题,引入统计诊断中的Score检验量并构建了基于Score检验的周跳与粗差分离模型,避免了粗差引起的周跳误探现象;最后在成功探测出周跳后,使用探测量最小1范数准则来选取正确的周跳修复值。采用国际GNSS服务站GPS非差数据对所提算法进行验证,实验结果表明,该优化算法能够有效抑制低高度角时的多路径效应和电离层延迟误差,实时剔除粗差并准确修复周跳,对小周跳具有较高的探测灵敏度与较低的误判率。     

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。     

GPS数据周跳探测的预处理

周跳探测是ＧＰＳ数据处理的重要课题。根据所得数据的类型，例如码伪距和相位伪距等，已有多种方法。总的说来，每种方法都各有其优缺点。本文提出两步探测法，用来探测周跳，在建立起检验量后，从平滑角度对其探测功能进行，检定，一旦出现间断，就说明存在周跳。     

一种GPS周跳探测与修复的组合算法

周跳是影响GPS定位精度的一个重要因素,对周跳的探测与修复一直是个重要问题。首先研究了电离层残差法、宽巷相位减窄巷伪距法两种经典方法的优缺点,提出了一种探测周跳的组合算法。根据周跳的整数特性,利用搜索整数解的思想确定周跳的大小进而修复周跳。经实测数据检验,该算法有效可行,有很强的实用性。     

北斗三频数据实时周跳探测与修复方法对比分析

首先介绍了基于无几何相位组合、伪距相位组合以及LAMBDA算法进行三频周跳探测与修复的原理。然后对比了不同采样间隔下无几何相位组合和伪距相位组合周跳检验量的精度。无几何相位组合不受伪距噪声及多路径的影响,其周跳检验量的精度明显高于伪距相位组合的精度,周跳探测效果较好。最后从耗时和成功率两个方面对比分析了3种周跳修复方法的效果,结果表明无几何相位组合修复周跳时采用了搜索算法且搜索步长为经验值,其耗时和成功率都是最差的;伪距相位组合修复周跳时无需搜索,耗时最短,但其易受伪距噪声及多路径的影响,导致部分周跳修复失败;使用LAMBDA算法能有效减小搜索空间,并能在一定程度上控制历元间差分残留误差的影响,速度快且成功率高。综合考虑,建议使用筛选的两个无几何相位组合进行周跳探测,确认发生周跳后再使用LAMBDA算法进行修复。     

用低通滤波器探测和修复单频GPS载波相位的周跳

使用一种在时间序列分析中常用的异常值的检测方法双低通滤波器奇异值检定法来检测GPS载波相位观测值中的周跳，给出了数据窗的宽度Vmax以及门槛系数女，提出了利用低通滤波器进行周跳定值的迭代计算方法。试验表明，该方法计算简单，能够探测1周甚至0．5周的周跳。     

一种适用于变形监测的单频三差周跳探测

针对GNSS技术应用于变形监测场景下经常出现的单频观测值周跳导致模糊度错误传递的问题,该文提出了一种基于基线近似解的单频三差周跳探测方法,该方法不仅解决了参考星更替时周跳检验量的转换问题,提供了参考星发生周跳时的应对方法,同时也从理论上证明了该方法适用于GLONASS卫星观测值的周跳探测,较好地解决了监测环境中出现单频周跳难以探测的问题.通过对开阔环境和遮挡环境的多系统多频数据进行周跳探测实验,证明了新方法能够有效探测出小至1周的周跳,对GNSS技术应用于各种复杂环境具有重要意义.     

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.     

基于经验模态分解的周跳探测

提出了一种基于经验模态分解(EMD)对载波相位测量进行周跳探测的新方法.利用非差和双差组成检验量,对采样率分别为1 S和30 S的观测值进行周跳探测,并与小波分析法进行对比.实验表明,经验模态分解法对于10周以内的周跳探测可以取得满意的效果.相对于小波分析法探测周跳,经验模态分解可以做到自适应.解决了由于小波基的选取不当对周跳探测结果的影响.并且进一步分析了EMD的端点效应对周跳探测的影响.