GNSS载波相位观测值周跳处理方法研究

载波相位观测值是GNSS定位系统高精度的关键,而周跳是载波相位数据处理过程中必不可少的关键性问题。从载波相位测量原理入手,系统分析了周跳产生原因及特性,在此基础上,讨论了电离层残差法以及相位减伪距法探测周跳的适用性和优缺点。     

采用多项式拟合确定及修复GPS载波相位观测值周跳的原理

本文依据GPS载波相位测量的基本原理,探讨采用切比雪夫最小二乘多项式确定及修复载波相位观测值周跳的原理及方法。     

高精度DGPS测量中的载波相位改正

利用载波相位观测可将ＤＧＰＳ测量的精度从亚米级提高到厘米级。本文介绍了载波相位ＤＧＰＳ测量的方法，较详细地讨论了载波相位ＤＧＰＳ测量中的载波相位校正，给出了参考站和用户移动站上载波相位改正的数学模型。利用载波相位改正的方法，避免了将大量的原始数据从参考站传送到用户移动站，降低了对传送数据的时间灵敏度的要求。     

一种基于多项式拟合的单频周跳探测改进方法

提出了一种基于多项式拟合的单频周跳探测的改进方法,综合利用了星间单差载波相位观测数据和非差载波相位观测数据,实现了单频载波相位周跳的准确定位。     

利用模糊聚类方法筛选GPS载波相位组合观测值

鉴于传统GPS载波相位组合观测值筛选方法工作量大的问题，引入了模糊聚类筛选理论，将其与载波相位组合理论相结合．对聚类指标进行了选取．运用最大树聚类法对GPS三频载波相位组合观测值进行了分类。通过矩阵变换法及实例验证了该方法的可行性与可靠性。     

BDS参考站三频整周模糊度单历元确定方法

参考站载波相位整周模糊度的准确确定是实现BDS网络RTK定位的关键。本文研究了BDS参考站三频载波相位整周模糊度单历元确定方法。首先推导了参考站三频载波相位整周模糊度之间的多个整数线性关系,根据双频载波相位整周模糊度的整数线性关系,以及B1载波相位整周模糊度备选值,确定B1/B2和B1/B3载波相位整周模糊度的备选组合。然后利用不受误差影响的三频载波相位整周模糊度间整数线性关系,对整周模糊度备选值进行约束和确定。根据大气误差的空间相关性,采用以卫星高度角和方位角为依据的基准卫星选择方法,降低了对流层延迟误差残差对多频载波相位整周模糊度之间线性关系约束能力的影响。试验结果表明,本文方法能够实现参考站三频载波相位整周模糊度的单历元准确确定,且计算效率高,算法简单。     

载波相位测量原理及在GPS软件接收机上的实现

采用载波相位测量值可以带来厘米甚至毫米级的测量精度。本文介绍载波相位测量的基本原理和在通用软件无线电外设USRP（（Universal Software Radio Peripheral）平台下的具体实现过程。并将USRP平台下生成的载波相位测量值和商用GPS硬件接收机输出的载波相位测量值进行了对比。     

三频北斗载波相位观测值质量分析

北斗卫星导航系统已开始播发三频数据,为多频应用研究提供了数据支持。利用实测北斗三频载波相位观测数据,形成三频无几何消电离层组合观测值以及零基线双差观测值,从而进行北斗不同类型卫星的载波相位观测值质量分析,结果表明北斗三频载波相位观测值多路径误差均在3cm以内;三个频率载波相位观测精度均优于2mm。     

GPS/GLONASS载波相位测量模糊度解算方法

GPS/GLONASS组合载波相位测量,在快速静态和动态定位等方面的应用具有一定的优势.由于GLONASS采用频分多址的方式识别卫星,每颗卫星的载波频率各不相同,所以在载波测量数据处理中不能采用与GPS载波相位测量数据处理相同的方法.文中就GLONASS、GPS/GLONASS组合载波相位测量整周模糊度解算的基本思路和方法进行了介绍.     

GPS／GLONASS载波相位测量模糊度解算方法

GPS／GLONASS组合载波相位测量，在快速静态和动态定位等方面的应用具有一定的优势。由于GLONASS采用频分多址的方式识别卫星，每颗卫星的载波频率各不相同，所以在载波测量数据处理中不能采用与GPS载波相位测量数据处理相同的方法。文中就GLONASS、GPS／GLONASS组合载波相位测量整周模糊度解算的基本思路和方法进行了介绍。     

一种北斗定向系统的周跳检测及修复方法

载波相位测量是北斗卫星定向系统的核心。要实现高精度,必须保证载波相位无周跳现象。针对载波相位变化率的精度易受载体速度变化影响,电离层残差法可修复小范围周跳的情况,提出一种联合载波相位变化率和冗余双差观测量的方法,并对实测数据进行算法验证。结果表明该方法可以有效修复周跳,在载体动态情况下取得良好效果。     

北斗系统载波相位动态差分定位方法

针对北斗系统高精度动态差分定位解算不够快速准确等问题,该文介绍北斗导航卫星系统载波相位动态差分定位方法:利用B1、B2载波相位观测值组成双差宽巷载波相位观测值,进行双差宽巷组合观测值整周模糊度的确定,然后解算双差载波相位观测值的整周模糊度,利用载波相位观测值进行动态定位解算;并通过BDS实测数据进行算法验证,证明本文解算的方法可以实现BDS高精度差分定位的整周模糊度动态解算,得到测站的厘米级差分定位结果。     

BDS网络RTK中距离参考站整周模糊度单历元解算方法

提出了一种BDS网络RTK中距离(50~100 km)参考站间的双频载波相位整周模糊度单历元解算方法。该方法首先利用B1、B2载波相位整周模糊度间的线性关系选取B1、B2载波相位整周模糊度备选值。利用双频载波相位整周模糊度备选值计算双差电离层延迟误差,根据参考站各卫星电离层延迟误差间的空间关系,使用双差电离层延迟误差构建双差电离层延迟误差的线性计算模型。通过双差电离层延迟误差线性计算模型的建立搜索和确定B1、B2载波相位的整周模糊度。经CORS网实测数据试验算例的验证,该方法只需一个历元的观测数据即可确定参考站间双差B1、B2载波相位整周模糊度,且不受周跳影响。     

单基线载波相位双差定位、位置差分和单点定位的精度分析

GPS测量数据处理的经典方法中,载波相位双差是目前精度最高的处理方法,掌握GPS载波相位双差算法,是获得高精度成果的基本条件。论述载波相位双差定位的原理,并用实例来进行双差解算,与位置差分、单点定位结果相对比分析载波相位差分的结果,最后阐述双差中应该注意的几个问题。     

单站GPS载波平滑伪距精密授时研究

给出了单站GPS载波相位平滑伪距授时的原理和数学模型,详细分析了单站GPS载波相位平滑伪距授时的技术难点和授时精度评定的表征量,并编程对IGS站观测数据进行处理.实验结果表明,单站GPS载波相位平滑伪距精密授时的绝对钟差精度可达到ns级.     

GNSS接收机晶振参数对载波相位测量的影响分析

分析了射频与基带时钟不同源对载波相位测量的影响,构建了由晶振各类误差源引起的载波环跟踪误差模型。分析与实验结果表明,时钟不同源会导致载波相位测量出错,晶振引起的载波环测量误差随环路噪声带宽增大而减小,减小晶振的h系数和g灵敏度可提高测量精度。选用单一稳定度高、g灵敏度小的晶振作为GNSS接收机时钟,可改善载波相位精度。     

BDS三频双差载波相位组合平滑伪距算法

针对现有的载波相位平滑伪距算法多基于GNSS双频观测值且在伪距平滑过程中易受电离层延迟累积干扰的问题,提出一种基于北斗三频观测值的载波相位平滑伪距算法。首先通过构建北斗三频优选线性组合,进一步削弱双差载波相位观测值的电离层延迟以及观测噪声;接着通过经典Hatch滤波平滑器,用优选三频双差载波相位观测值代替原始载波相位观测值对组合伪距观测值进行平滑,得到最终伪距平滑解用于伪距定位。最后采用0.004、14.4、61.7和131.6 km这4组不同基线长度的北斗三频实测数据对算法进行验证,给出了平滑前后伪距历元差对比图及算法对4组基线观测值的平滑率。结果表明,所提算法对短基线和中长基线三频观测值的平滑率均能达到90%以上。通过对4组基线条件下平滑效果进行比较分析,验证了本文中的理论推导及算法的有效性。     

聚类分析在Galileo载波相位组合观测值选取中的应用

鉴于传统Galileo载波相位组合观测值筛选方法工作量大,本文引入了模糊聚类理论,将其与载波相位组合理论相结合,对聚类指标进行了选取,然后运用最大树聚类法对Galileo载波相位组合观测值进行分类,并讨论了分类结果.最后通过与传统聚类方法的比较,证明了本方法的合理性.     

两种周跳探测方法在北斗三频中的应用比较研究

以多频组合观测值理论为基础,利用北斗三频实测数据,对比分析多频伪距/载波相位组合法和MW & Geometry-free组合法对北斗三频载波相位周跳的探测情况.结果表明,两种方法不但探测精度较高,而且对大小周跳都可以快速准确地探测出来,都可以应用于三频载波相位的周跳探测中.     

BDS/GPS伪距相位联合定位对病态性改善程度分析

针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)/全球卫星导航系统(Global Positioning System,GPS)载波相位定位的病态性,提出采用伪距观测来改善上述问题,并对比分析了在我国8个地面站不同精度伪距观测量的引入对载波相位定位病态性的改善效果,这种病态特征可以通过伪距与载波相位联合观测得到的法方程条件数表示.实验结果表明:伪距观测对载波相位定位的病态性有很大程度的改善,且BDS系统的改善程度比GPS更大;伪距观测精度越高,联合定位的病态性程度越弱;在较短的观测时间内,伪距观测量的引入,对载波相位定位病态性的改善效果非常明显.