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...     

海上动态GNSS浮标的周跳处理算法

常规全球卫星导航系统（GNSS）周跳探测方法大多忽略了高度角对多路径误差以及观测噪声的影响．由于海上GNSS浮标的数据质量受海面影响很大,在卫星高度角降低时其观测噪声和多路径误差显著增大,且具有高频周跳特点,常规GNSS周跳探测方法并不适用．据此,提出了一种综合电离层总电子含量变化率（TECR）和顾及高度角加权阈值模型的改进双频码相组合（MW）探测法的周跳探测与修复方法．实验结果表明:该方法能有效抑制低高度角和多路径影响带来的信号噪声,准确探测到各种类型周跳,可有效应用于海上GNSS浮标的数据预处理.      

低高度角双频非差数据的周跳探测方法研究

针对低高度角双频非差数据测量噪声大、周跳探测容易出现误判和漏判的情况,本文基于电离层残差组合和MW组合进行了周跳探测算法的改进。在电离层残差法的周跳探测中,引入了时间窗口方法,利用周跳检测量的误差分布合理确定判定阈值的大小;在宽巷周跳的探测中,对MW组合方法中的判定条件进行了改进,采用加权递推平滑和时间窗口相结合的方法进行宽巷模糊度的精确估计和精度评价。经IGS站观测数据验证,改进算法取得了较好的周跳探测效果。     

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。     

基于抗差Chebyshev多项式的相位伪距周跳探测与修复算法

相位伪距组合(1,-1)受多路径变化和电离层延迟的影响,周跳探测精度为2周,严重影响了传统相位伪距法的周跳探测性能。针对这一问题,利用基于抗差估计的Chebyshev多项式对各备选周跳的观测值进行拟合,依据残差和最小的原则,准确判别出原始相位的周跳值。实例验证该方法实用性强,可靠性高,相比传统相位伪距法具有更好的周跳探测与修复能力。     

基于高度角的多路径误差改正方法

多路径效应是影响卫星定位的主要误差源之一,是GNSS领域研究的热点和难点问题。本文针对现有多路径误差改正方法存在通用性弱、计算结果受噪声影响大等不足,本文提出了基于卫星高度角的多路径误差改正方法,并通过实验验证了该方法对改正静态多路径误差具有可行性。结果表明,通过应用该模型,四系统组合伪距单点定位精度提升幅度可达15%左右,相较于基于周跳探测的双频伪距载波组合提取多路径误差的方法,基于高度角的方法运算简便,抗干扰能力更好。     

GNSS数据质量分析

GNSS载波相位观测值受观测噪声和接收机钟跳等的影响,其周跳检验量序列随时间发生变化。为构造稳健而又敏感的周跳检验量,需对不同系统的卫星数据质量进行分析,而多路径效应和信噪比则是影响观测数据质量的重要指标。本文重点分析了GPS与BDS卫星数据的多路径效应及信噪比,并提出了一种接收机时钟的钟跳探测方法,即采用双频相位观测值的O-C值,通过消电离层线性组合进行钟跳探测。     

几种周跳探测方法的研究分析

周跳是影响基线解算精度的一个重要因素。从周跳探测方法的基本原理出发,利用实测数据详细研究分析高次差法、相位减伪距法和电离层参差法3种周跳探测方法的特点。分析结果表明,电离层残差法适合小周跳的探测,相位减伪距法和高次差法适合大周跳探测,且前者探测效果更佳;为更好地完成周跳探测需将多种方法组合使用。研究结果有助于提高GPS基线解算精度,便于进行相应软件开发。     

一种提高单历元解算大高差短基线精度的方法

单历元基线解算可以避开传统基线解算中周跳探测等复杂的数据预处理过程。但是当两站高差较大时,即使是短基线,通过双差技术也不能充分消除对流层延迟,且残余对流层误差对单历元基线解算的影响较大,定位精度无法达到毫米级水平。针对以上问题,该文提出了采用半参数广义补偿最小二乘对大高差短基线进行单历元解算,削弱残余对流层误差影响的方法。实际算例表明,与常规的最小二乘法相比,该方法能很好地分离GPS残余对流层误差,各方向定位精度能达到毫米级水平。     

相位绕转误差对实时动态PPP数据预处理的影响分析

分析了相位绕转误差对Melbourne-Wubbena(MW)和Geometry-Free(GF)组合观测值的影响。结果表明,相位绕转误差对MW组合观测值没有影响,但会影响GF组合观测值,可能会导致GF组合周跳探测发生误判。因此提出在实时动态PPP数据预处理时,采用星间单差GF组合来辅助非差GF组合探测周跳。实验结果表明,该方法可以消除相位绕转误差对周跳探测的影响。     

GPS三频组合观测量的特征及应用研究

介绍了GPS载波相位双差观测方程以及误差影响因素,给出GPS三频组合观测量的一般表达式并分析影响组合观测量的主要误差因素,研究了电离层无关线性组合的构建方法及其性能,详细分析几种特殊的线性组合形式及特点,总结了GPS三频组合观测值在电离层误差改正、周跳探测与修复、整周模糊度解算以及精密定位等方面的应用前景。     

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。     

GPS网络RTK线性组合法与内插法关系的讨论

证明了线性组合法可以转化为内插法在平面的线性函数内插，得出了采用线性函数内插法模型在理论上也能直接消除卫星轨道误差项和电离层延迟项对动态用户的影响，并且还能大幅度削弱对流层延迟、多路径误差和观测值噪声对动态用户的影响。     

一种顾及电离层约束的非差周跳的实时探测与修复方法

提出了一种顾及电离层约束的非差周跳实时探测与修复方法。通过构造3个线性无关的组合观测量,按逐级模糊度确定的思路,分别对超宽巷、宽巷和窄巷进行探测与修复;然后联合三步的探测结果,将周跳恢复到原始载波值上。在宽巷组合上进行了改进,将宽巷波长放大了5.34倍(GPS为3.4倍),由于窄巷波长较短需考虑电离层的影响,对不敏感周跳组合引入电离层残差法辅助窄巷的探测与修复。实验结果表明,该方法能够有效地进行周跳的实时探测和修复。     

削弱电离层影响的三频TurboEdit周跳处理方法

针对电离层活跃期或磁暴发生时,现有三频周跳探测方法难以正确探测与修复周跳的问题,借鉴双频TurboEdit思想,提出了能够削弱电离层延迟影响的三频TurboEdit方法。该算法中的三频无几何无电离层码相组合和两次历元差分后的相位无几何组合,均能有效削弱电离层延迟对周跳探测的影响。随后利用三频实测数据对本文算法进行了验证,试验结果表明该方法能够消除电离层延迟影响,实现电离层活跃观测条件下动态非差周跳的实时探测与修复。     

GPS+BDS中长距离RTK定位算法及结果分析

GPS/BDS中长距离RTK定位因为电离层和对流层残余误差的影响,其性能相对于常规RTK有所降低。将GPS/BDS卫星双差电离层误差和对流层误差作为参数,采用卡尔曼滤波进行实时估计。为了验证算法的有效性,利用武汉地区103 km静态基线24 h双频观测数据,分析了GPS和BDS单系统以及二者组合双系统中长距离RTK定位性能。实验结果表明,精确估计的双差电离层残余误差达到米级、对流层误差达到分米级;经过改正后,GPS/BDS单系统的定位精度在1 cm左右,组合双系统则实现了中长距离基线毫米级的高精度定位。     

组合电离层残差与改进的码相伪距探测与修复周跳研究

传统码相组合算法能探测7～8周以上大周跳,而传统的电离层残差法仅对于±4周以内的周跳可实现唯一分离,这限制了两者组合的应用.针对这一问题,对码相组合探测与修复周跳方法进行改进,使得改进的码相组合与电离层残差法能够完全探测周跳.经理论与实验分析,组合改进的码相组合法与电离层残差法两者结合能够完全探测采样间隔小于10 s观测数据中的周跳,对动态非差观测值数据的周跳自动探测与修复有极佳的效果.     

InSAR大气延迟误差分析

分析了大气延迟的各分量（干延迟、湿延迟、液态水延迟和电离层延迟）对InSAR观测的影响。结合InSAR／DInSAR的数学模型,推导了对流层延迟对重轨干涉测量模式影响的双差模型、对三轨法和四轨法DInSAR对流层延迟的三差模型。并基于此,依据误差传播定律推导了对流层延迟误差对InSAR产品精度影响的公式。     

周跳探测中一种改进的电离层残差法

高精度GPS定位的核心问题之一是周跳探测,针对电离层残差法不能较好适用于低采样率情形的不足,提出基于站间单差观测值的电离层残差法。在短基线中,利用站间单差较大地消弱电离层的影响,所提方法能弥补电离层残差法不能较好适用于高采样率情形的不足。利用实测数据实验证明,改进的电离层方法在采样间隔为30s时同样适用,可以将周跳显著地分离。     

基于北斗三号三频数据的周跳探测与修复

针对载波相位观测值中出现周跳的问题及北斗三号系统(BDS-3)将至少有B_(1I),B_(1C),B_(2a)和B_(3I) 4个信号提供全球公开服务的现状,研究北斗三号系统的周跳探测与修复。提出优化三频相位电离层残差二阶历元差分组合和三频无几何无电离层相位组合的信号排列顺序,可进一步削弱组合观测量的电离层延迟影响和噪声影响,并基于北斗三号的实测数据,联合STPIR法、MW法和无几何无电离层相位组合法进行周跳探测与修复实验。实验结果表明,组合观测量信号的优化排列,削弱组合观测量的电离层延迟影响和噪声影响,且所选的3个组合观测量可以准确探测所有周跳,并有效地修复。