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。     

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。     

北斗三频数据的周跳探测与修复方法研究

利用联合伪距相位组合法以及无几何相位法进行北斗三频数据的周跳探测与修复,通过构造2个伪距相位组合(0,-1,1),(1,4,-5)以及1个无几何相位组合(1,1,-2)共3个线性无关的周跳检测量,对实测北斗三频数据进行周跳探测实验,并采用最小2范数法修复周跳。结果表明:无论是高采样率数据还是低采样率数据,文中提出的方法均可探测出包括1周在内的所有周跳组合,且不存在不敏感周跳组合。     

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。     

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.     

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。     

小波去噪与北斗三频信号周跳探测与修复

传统的三频伪距相位组合方法易受到伪距观测噪声的影响,难以检测不敏感的小周跳.三个频率的载波相位观测数据组成的无几何距离组合(GF)方法具有检测敏感小周跳的能力,但存在病态方程组的问题.鉴于此,提出了一种利用小波去噪的无几何伪距相位组合与GF组合建立组合模型的方法,即利用小波变换对伪距观测值进行去噪,通过选择最优组合系数,构建优化的组合模型.该方法通过小波去噪保证了源数据的质量,采用无几何伪距相位组合与GF组合模型提高了周跳检测和修复的准确性,同时病态方程组问题得到解决.最后利用最小二乘方法结合正交三角(QR)分解算法,以及用空间搜索和L1范数最小原理固定周跳的最优整数并修复周跳,采集北斗卫星导航系统(BDS)三频测量数据用于实验验证.实验结果表明：小波变换去噪的优化组合模型可以检测和修复各种周跳,尤其是对不敏感的小周跳.     

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。     

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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

Real-time cycle slip detection in triple-frequency GNSS

The modernization of the global positioning system and the advent of the European project Galileo will lead to a multifrequency global navigation satellite system (GNSS). The presence of new frequencies introduces more degrees of freedom in the GNSS data combination. We define linear combinations of GNSS observations with the aim to detect and correct cycle slips in real time. In particular, the detection is based on five geometry-free linear combinations used in three cascading steps. Most of the jumps are detected in the first step using three minimum-noise combinations of phase and code observations. The remaining jumps with very small amplitude are detected in the other two steps by means of two-tailored linear combinations of phase observations. Once the epoch of the slip has been detected, its amplitude is estimated using other linear combinations of phase observations. These combinations are defined with the aim of discriminating between the possible combinations of jump amplitudes in the three carriers. The method has been tested on simulated data and 1-second triple-frequency undifferenced GPS data coming from a friendly multipath environment. Results show that the proposed method is able to detect and repair all combinations of cycle slips in the three carriers.