利用GPS组合观测值探测与修复周跳算法实现

本文在目前常用的周跳探测和修复方法的基础上,根据相位减伪距组合,Melbourne-Wübbena组合,电离层残差组合三种GPS组合观测值优缺点互补,将这三种组合观测值有机结合产生可靠的探测与修复周跳算法并用程序实现,通过实例分析证明此算法能够探测和修复任意大小的周跳。     

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。     

不同采样率下GPS非差相位观测值的周跳探测修复及效果比较

在G PS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(R TK)。文章阐述了几种常规的非差周跳探测方法,在此基础上研究了这些方法在不同采样率情况下的适用度,并通过算例得出了一些有益的结论。     

利用GPS组合观测值探测修复周跳的方法比较

在目前常用的周跳探测与修复方法基础上,分析利用GPS组合观测值来探测修复周跳的3种方法,通过模拟的实验结果证明其有效性,比较各个方案的特性,并引入LC-PC衡量标准比较各方案探测修复周跳的能力。     

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。     

GPS周跳探测方法综述

高精度GPS定位中,数据预处理的好坏直接决定其定位精度和可靠性,而其中的关键之一就是要准确可靠地探测出观测值中出现的周跳。在进行GPS周跳探测时,如何根据观测值的变化规律、不同的观测数据类型及其组合、观测历元间估值残差等来采取不同的周跳探测方法。同时提出各种方法的特点及适用范围。     

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。     

集合卡尔曼滤波的GPS周跳探测

周跳的探测一直以来都是GPS载波相位测量数据预处理的一个重点和难点,准确探测周跳有利于整周模糊度的确定,大大地提高了GPS的定位精度.文章利用集合卡尔曼滤波模型对GPS周跳问题进行探测研究,针对静态载波相位数据给出了最佳的参数量,进行周跳探测试验,从理论和实践上证明了该模型对GPS周跳探测的可行性和有效性.     

GPS非差数据的周跳探测与修复方法研究

介绍TurboEdit法和双频单P码法在周跳探测方面在精密单点定位载波相位非差观测数据中探测周跳的原理与算法,编写了计算机程序,验证了这些方法的有效性。提出了利用MW组合法对双频单P码中出现的多个解分别进行周跳修复,再根据修复后数据的MW宽巷模糊度值变化情况剔除错值的新方法,这样就有效地解决了双频单P码中出现多值的问题。通过实验证明本算法在精密单点定位周跳探测与修复中具有很好的效果。     

GPS/INS紧组合的INS辅助周跳探测与修复

建立了GPS/INS紧组合定位模型,改正惯性器件误差及电离层折射误差,对不同组合观测量的误差影响进行了分析,构造不同观测值组合,提出了基于惯性信息辅助的GPS周跳自适应探测方法,分析了INS定位误差对周跳探测的影响,给出了周跳探测误报率及修复成功率评价指标,提出了一种周跳检测阈值自适应确定方法。利用实测组合导航试验数据验证本文的算法,文中模拟了不同的单历元多周跳及信号失锁条件,结果表明,在GPS信号完全失锁20 s内,该方法能准确检测和修复所有周跳,中断时间的延长降低了周跳修复的成功率;GPS信号部分失锁时,在模拟的90 s中断时段内仍能修复所有周跳;模拟了170历元的5 s间隔密集周跳,周跳探测成功率为100%,正确修复率为99.41%。     

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。     

一种改进的GPS短基线直接解算方法

本文通过推导基线偏差与波长之间的数学关系,在DC算法的基础之上,考虑双频相位双差数学模型本身存在的相等关系,并结合宽巷模糊度组合,提出一种求解整周模糊度的改进直接计算法。在求取模糊度之后,分别采用单历元最小二乘和序贯平差两种解算方案求解基线,以基线长约6.3km、9.1km的两组数据为实例进行求解,并与TGO软件求取的基线向量作比较,试验结果表明了本文方法的正确性和可靠性。     

基于载波相位的GPS周跳恢复方法研究

在GPS定位中,周跳的探测和修复是获得高精度定位结果的前提。针对载波相位周跳数据的探测和修复这一问题已经提出了很多方法,但都有各自的不足之处。文中针对恶劣环境下的载波相位定位问题,通过使用多个历元的数据构建方程,提出一种新的整周模糊度定义方法,并预期能够在仅有3颗可用卫星且周跳发生时实现快速、准确的定位。     

差分GPS载波相位整周模糊度快速解算方法

本文提出了一种整周模糊度的快速求解方法,将差分GPS的测量值分配到主要测量值集合和次要测量值集合中,用主要集合中的相位测量值限定简约搜索空间,而次要集合中的相位测量值用来验证候选集合。利用已知的基线长度的约束条件,对搜索空间进行了简约,提高了求解整周模糊度的速度,同时,通过Cholesky分解提高搜索效率。     

Improving carrier-phase ambiguity resolution in global GPS network solutions

Integer carrier-phase ambiguity resolution is one of the critical issues for precise GPS applications in geodesy and geodynamics. To resolve as many integer ambiguities as possible, the ‘most-easy-to-fix’ double-difference ambiguities have to be defined. For this purpose, several strategies are implemented in existing GPS software packages, such as choosing the ambiguities according to the baseline length or the variances of the estimated real-valued ambiguities. Although their efficiencies are demonstrated in practice, it is proven in this paper that they do not reflect all effects of varying data quality, because they are based on theoretical considerations of GPS data processing. Therefore, a new approach is presented, which selects the double-difference ambiguities according to their probability of being fixed to the nearest integer. The probability is computed from estimates and variances of wide-lane and narrow-lane ambiguities. Together with an optimized ambiguity fixing procedure, the new approach is implemented in the routine data processing for the International GPS Service (IGS) at GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam. Within a sub-network of about 90 IGS stations, it is demonstrated that more than 97% of the independent ambiguities are fixed correctly compared to 75% by a commonly used method, and that the additionally fixed ambiguities improve the repeatability of the station coordinates by 10–26% in regions with sparse site distribution.     

利用三频组合观测值进行GPS周跳探测与修复

本文基于多频组合观测值探测周跳的原理,利用模拟的GPS L5数据与L1、L2进行不同的线性组合,选取(0,1,-1)、(-1,8,-7)和(1,-6,5)3个波长较长、线性不相关且几何距离无关、观测噪声较小的组合,对实测数据人为加入了大小不同的周跳组合,周跳探测结果表明,三频甚至多频组合观测值能够实时探测各种情况下的周跳。     

一种GPS整周模糊度单历元解算方法

仅利用单历元的载波相位观测值进行整周模糊度解算,观测方程秩亏,给单历元模糊度解算带来很大困难.因此,本文提出一种单历元确定GPS整周模糊度的方法.利用单历元测码伪距观测值和双频载波相位观测值组成双差观测方程,根据方差矩阵对宽巷模糊度进行分组,采用基于LABMDA方法的逐步解算方法来确定双差相位观测值的宽巷模糊度.确定宽...     

短基线GPS定向系统及搜索模糊度优化算法的研究

GPS载波相位测量相对定位可以达到毫米级精度,利用GPS载波相位测量方向可以达到2密位的精度。研究了载波相位双差测量方向的原理和应用最小二乘法解算基线矢量的算法,详细讨论快速解算整周模糊度的优化算法。实验结果表明,应用双GPS测量方向的原理和搜索模糊度优化算法正确,其定向精度达2密位,解算时间小于0.3秒,并运用于产品中。     

基于LAMBDA和DC算法的GPS单历元整周模糊度的快速确定

仅利用LAMBDA方法求解GPS单历元整周模糊度成功率不高,并且当接收卫星数较多时搜索空间较大。为此,采用TIKHONOV正则化方法削弱单历元模型法方程的病态性,并且基于协方差矩阵选择部分宽巷模糊度,先采用LAMBDA方法进行搜索,再利用高解算效率的DC算法解算剩余宽巷模糊度,最后通过两组不同线性组合的逆变换直接求取原始观测值L1和L2的整周模糊度。实验和计算表明,方法显著提高整周模糊度的搜索效率,并且提高模糊度搜索成功率。     

Efficiency of carrier-phase integer ambiguity resolution for precise GPS positioning in noisy environments

Precise GPS positioning relies on tracking the carrier-phase. The fractional part of carrier-phase can be measured directly using a standard phase-locked loop, but the integer part is ambiguous and the ambiguity must be resolved based on sequential carrier-phase measurements to ensure the required positioning precision. In the presence of large phase-measurement noise, as can be expected in a jamming environment for example, the amount of data required to resolve the integer ambiguity can be large, which requires a long time for any generic integer parameter estimation algorithm to converge. A key question of interest in significant applications of GPS where fast and accurate positioning is desired is then how the convergence time depends on the noise amplitude. Here we address this question by investigating integer least-sqaures estimation algorithms. Our theoretical derivation and numerical experiments indicate that the convergence time increases linearly with the noise variance, suggesting a less stringent requirement for the convergence time than intuitively expected, even in a jamming environment where the phase noise amplitude is large. This finding can be useful for practical design of GPS-based systems in a jamming environment, for which the ambiguity resolution time for precise positioning may be critical.