北斗系统周跳探测与修复方法探究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的继美国GPS和俄罗斯GLONASS之后第3个成熟的卫星导航系统。进行GNSS相位数据处理的过程中,由于某种原因,载波相位观测值突然出现整周数的跳变的现象称为周跳。周跳现象的发生将会严重影响后续的数据处理,因此,有必要在解算前完成周跳探测与修复工作。本文就北斗系统周跳探测与修复课题进行了较为全面的探究,先后介绍了高次差法、多普勒法、伪距载波相位组合法、电离层残差法、三频数据组合探测法等一系列周跳探测与修复方法,可分别应用于不同频段接收机、不同观测环境、不同数据处理模式。     

顾及接收机钟跳的北斗系统周跳探测方法

针对接收机钟跳会造成周跳误探、降低数据处理的精度和效率的问题,从钟跳的特性出发,结合M-W组合法与电离层残差法,提出一种顾及接收机钟跳的组合周跳探测方法,利用此方法以印尼巴东地区的实测北斗系统数据进行了实验研究,结果表明,无论周跳发生在普通历元还是钟跳历元,所提方法均能成功探测周跳。     

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。     

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。     

基于北斗三频数据的周跳探测与修复

针对三频伪距相位法和无几何相位法通常受电离层影响较大的问题,对其进行改进。选取弱电离层影响、低噪声的组合观测值,分析两种方法共同的不敏感周跳组合;采用LAMBDA方法搜索周跳固定解;采用北斗实测数据进行验证分析。结果表明:除两个不敏感周跳组合外,改进后的算法能探测并修复出1周以上的所有周跳。     

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。     

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。     

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。     

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.     

北斗三频无几何相位组合周跳探测与修复

针对三频无几何相位组合难以实时修复周跳的问题,采用两个无几何相位组合和一个三频伪距／载波组合联立方程组修复周跳的方法,并采用搜索法克服方程解不稳定的问题。最后利用北斗实测三频数据对整个算法进行验证,结果表明本方法能够实现动态、非差周跳的实时探测与修复。     

一种探测和修复周跳的新组合方法

针对GPS双频接收机定位的特点,结合目前较成熟的探测和修复周跳方法的优点,提出了一种探测和修复周跳的新方法,即基于电离层残差法和相位减伪距法的优点,将两种方法进行合理的组合。该方法根据接收到的载波相位,联合利用电离层残差法和相位减伪距法进行周跳的探测与修复。从理论上说明了该方法的可行性,实例分析表明:该组合方法原理简单,计算速度快,实用性强。     

历元间差分定位模型的粗差探测法探测周跳

假设前一历元的测站点为已知点,当前历元的测站点为未知点,当前历元和前一历元相同卫星的相位观测值取差作为观测值,观测值与当前历元点位坐标的函数关系式称为历元间差分定位模型.本文以历元间差分定位模型构造误差方程,进行最小二乘平差,提出应用Baarda数据探测法对差分观测值进行粗差探测,可准确确定观测值中的周跳.实际算例验证...     

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。     

基于神经网络的GPS周跳探测的新方法

为了用GPS获得高精度的定位结果,周跳必须在数据处理过程中被检测和修复。通过对周跳产生原因和特点的分析,提出神经网络方法,并与传统方法进行比较。用神经网络建立模型对周跳进行预测。通过对比预测值的不同来确定周跳的大小,从而实现周跳的修复。此外,还利用实测的相位数据,验证方法的可行性与有效性。     

独立周跳和非独立周跳在高次差法中的分析

GPS信号在传送过程中,载波相位由于受到信号的遮挡、干扰、接收机故障等原因的影响,引起整周计数部分突变,从而产生周跳。周跳会造成观测数据不准确,直接影响到GPS测量的精度。针对GPS周跳中存在独立周跳和非独立周跳的问题,依据高次差法的特征子序列对非差载波相位进行模拟分析,通过实验研究结果表明:高次差法能有效地探测出间隔2个历元的非独立周跳,但对于间隔3个以上的历元无能为力;连续周跳的情况对高次差法探测周跳的能力没有影响。     

GPS／GLONASS组合定位中模糊度的处理

在对GPS／GLONASS组合定位的周跳探测和修复方法进行深入研究的基础上，论述了适合于两种数据联合解算的GPS／GLONASS模糊度迭代处理方法及相应的基于FARA方法的整周模糊度固定方法。在现有BERNESE Ver4.0GSP数据处理软件的基础上，增加及改进了其中的若干模块，从而研制出组合定位系统高精度数据处理软件，并进行了试验计算。结果表明，所开发的组合定位系统数据处理软件内、外符合精度均达到mm级，证明了这种高精度相对定位理论、方法、软件的正确性和可行性。     

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。     

测量学课程中"GNSS技术与应用"的教学研究与实践

测量学是很多非测绘专业的技术基础课程,GNSS是测量学课程中的重要内容之一。本文结合教学实践,指出了测量学课程中GNSS教学存在的问题,如教材滞后、网络信息不准确等,提出了扩充教材内容、结合科研实际、充分利用新媒体、精心设计课堂等试探性的教学改革思路;将其应用于教学实践,改善了教学效果。     

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。     

关于新型测绘的探索

探索新型测绘的产生背景与科学内涵等问题,对新时期测绘地理信息事业转型升级与跨越发展具有重要意义。该文首先从经济社会发展需求、测绘发展新阶段、测绘地理信息转型升级、测绘地理信息跨越发展4个方面阐述了新型测绘产生的背景;其次,从新型测绘关系角度给出了新型测绘的内涵与架构,从范围、内容、技术手段、体制机制方面描述了新型测绘的特征;再次,从新型测绘目标出发,描述了新型基础测绘的内涵、要求与主要任务,地理国情监测的总体目标与主要任务,公共服务与应急测绘的新需求与主要任务;最后围绕测绘地理空间数据获取、处理、管理、分析、服务与应用主线,探讨了新型测绘需要着重研究的新理论、新方法、新技术装备,旨在为新型测绘的研究与发展奠定基础。