多普勒探测周跳精度分析

阐述了多普勒探测周跳的原理,采用IGS跟踪站1s采样率的观测数据,利用TE-QC软件分别生成2s、3s、4s、5s、10s、15s和30s采样率的另外几组观测数据。确定了这几组数据无周跳,人为地加入不同周数的周跳,利用多普勒方法对其进行周跳探测,并对结果进行分析与讨论。探讨了多普勒方法探测周跳的效果,给出在不同采样率下的周跳探测精度。     

多普勒积分辅助的动态单频周跳探测

相位伪距组合法常应用于动态单频周跳探测,但其探测周跳的效果受伪距噪声的影响较大。因此有必要结合其他的观测值,以降低伪距噪声的影响,从而提高单频周跳探测能力。提出了一种多普勒积分辅助的动态单频周跳探测方法,先采用多普勒观测值平滑伪距观测值,降低伪距的噪声,再进行历元间差分,显著提高了动态单频周跳探测的能力。实验分别采用不同采样率、高度角变化、连续周跳和含粗差的实时动态实测数据,分别在不同历元加入1周、3周、10周的模拟周跳,在相邻历元分别加入3周、4周和5周的连续周跳。结果表明,相较于相位伪距组合法与基于多项式拟合法的相位伪距组合法,该方法可以实时探测出所有的模拟周跳。多普勒积分辅助的动态单品周跳探测方法能够显著提升单频观测值的周跳探测能力。     

基于单频星载GPS数据的周跳探测方法

在星载GPS测量中,载波相位观测数据的周跳探测是实现低轨卫星高精度定轨的关键,而传统的周跳探测方法受低轨卫星轨道特性的影响并不能很好地处理星载GPS数据。在总结传统周跳探测方法的基础上研究了一种利用最小二乘及假设检验的周跳探测方法,该方法采用历元间载波相位差分观测值构建观测方程,利用最小二乘求解并建立周跳检测量,根据假设检验探测周跳,适用于采样率较高条件下的单频星载GPS载波相位数据的周跳探测。以实测星载GPS数据周跳探测试验验证了该方法的有效性,试验结果表明,当可观测的GPS卫星数大于5颗时,该方法能够探测出1周左右的周跳,并确定发生周跳的卫星。     

一种双频载波相位周跳探测与修复方法

针对相位减伪距法只能探测出大周跳而对小周跳无能为力的问题,提出将相位减伪距法应用于双频载波相位周跳的探测与修复中。对采样率为1s、15s和30s不含周跳的观测值分别加入1周到40周不等大小的周跳,采用相位减伪距法分别对加入周跳的观测值进行处理。结果表明,该方法对于采样率为15s和30s的观测值仍然保持其优秀的大周跳探测能力,对采样率为1s的载波相位观测值则能够探测出小于1周的周跳,且其周跳探测分辨率能达到0.3周的高周跳分辨率。与其他周跳探测方法相比,该方法需要的信息量和计算量更小,效率高,算法易于计算机实现,且具有很强的实用性。     

一种非差相位观测值的周跳探测与修复方法

利用Melbourne—Wubbena宽巷组合及电离层残差法联合进行非差相位观测值的周跳探测与修复。试算结果表明,该方法能有效弥补单个方法难以探测特殊周跳对的不足,并可以探测出最小1周的周跳,不仅适用于采样率为1秒的数据,而且对于低采样率30秒的观测数据同样适用。     

一种适用于变形监测的单频三差周跳探测

针对GNSS技术应用于变形监测场景下经常出现的单频观测值周跳导致模糊度错误传递的问题,该文提出了一种基于基线近似解的单频三差周跳探测方法,该方法不仅解决了参考星更替时周跳检验量的转换问题,提供了参考星发生周跳时的应对方法,同时也从理论上证明了该方法适用于GLONASS卫星观测值的周跳探测,较好地解决了监测环境中出现单频周跳难以探测的问题.通过对开阔环境和遮挡环境的多系统多频数据进行周跳探测实验,证明了新方法能够有效探测出小至1周的周跳,对GNSS技术应用于各种复杂环境具有重要意义.     

基于电离层电子含量变化率的周跳探测方法

推导了利用GNSS双频数据的基于电离层电子含量(TEC)变化率的周跳探测方法,分析了电离层平静期和活跃期的TEC变化率,并认为对1s采样率的数据来说无论是否发生电磁暴都不影响TEC变化率法的使用,通过实验证明TEC变化率法能对1s采样率数据中的、其它周跳探测方法较难探测的小周跳进行探测,而联合利用TEC变化率法和MW法可对各自不敏感的周跳组合进行有效探测,实验证明:联合法对电离层平静期和活跃期中、采样间隔为1s的数据中的周跳都具有很高的探测成功率。     

一种面向GPS单频RTK的周跳探测算法

针对传统码-载波相位周跳探测方法应用于单频RTK时,存在的对小周跳不敏感、易受码观测噪声的影响等问题,本文提出一种多普勒观测值辅助的单频周跳探测方法。该方法将连续两个相邻历元多普勒观测值与载波相位差分观测值相结合,以构造实时周跳探测的多普勒-载波相位差分序列。然后应用假设检验方法,检测单频载波相位观测值是否存在周跳。实测数据分析表明:本文提出的方法能够准确探测单频载波相位观测数据中的小周跳,且该方法对周跳探测的灵敏度比传统码-相位差分序列方法更高,适用于单频RTK定位技术。      

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。     

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。     

利用三频数据组合探测不敏感周跳

针对全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）信号中部分周跳难以探测的问题,在三维坐标系中分析了不敏感周跳的产生及分布,研究了探测阈值对不敏感周跳的影响,进而研究了多个组合量联合探测周跳的效果,提出了针对不敏感周跳的组合系数选取方法。该方法根据不敏感周跳的探测量构建组合系数的函数模型,在所有可能的三频无几何相位（geometry free combination,GF）组合系数中选取最敏感的组合系数,可探测3个频点上跳变量相近的不敏感周跳。北斗三频实测数据证实,多个GF组合有效提升了不敏感周跳的探测概率,数量以两个为宜,选取的组合量有效提升了不敏感周跳的探测概率。     

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。     

Mitigating the impact of ionospheric cycle slips in GNSS observations

Processing of data from global navigation satellite systems (GNSS), such as GPS, GLONASS and Galileo, can be considerably impeded by disturbances in the ionosphere. Cycle-slip detection and correction thus becomes a crucial component of robust software. Still, dealing with ionospheric cycle slips is not trivial due to scintillation effects in both the phase and the amplitude of the signals. In this contribution, a geometry-based approach with rigorous handling of the ionosphere is presented. A detailed analysis of the cycle-slip correction process is also tackled by examining its dependence on phase and code noise, non-dispersive effects and, of course, the ionosphere. The importance of stochastic modeling in validating the integer cycle-slip candidates is emphasized and illustrated through simulations. By examining the relationship between ionospheric bias and ionospheric constraint, it is shown that there is a limit in the magnitude of ionospheric delay variation that can be handled by the cycle-slip correction process. Those concepts are applied to GNSS data collected by stations in northern Canada, and show that enhanced cycle-slip detection can lead to decimeter-level improvements in the accuracy of kinematic PPP solutions with a 30-s sampling interval. Cycle-slip correction associated with ionospheric delay variations exceeding 50 cm is also demonstrated, although there are risks with such a procedure and these are pointed out.     

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。     

北斗三频无几何相位组合周跳探测与修复

推导了Compass三频无几何组合周跳探测的理论模型,并分析了探测精度。通过多频组合理论构造了较优的无几何周跳探测检验量,并对存在的不敏感周跳组合进行了分析。为了保证探测的完备性,联合运用两个合适的无几何组合作为探测检验组合进行周跳探测,并筛选了较优的探测检验组合。针对无几何组合最多只能两个线性无关,无法修复三个频点上的周跳的问题,探索了无几何探测检验组合联合一个伪距/载波组合进行周跳修复的方法。最后利用Compass三频实测数据,选用了无几何探测检验组合(-1,-1,2)与(-1,2,-1)和伪距/载波组合(1,3,-4)进行了验证分析。试验表明,该方法能够探测出所有大小的周跳,并且可以单历元修复周跳值,可适用于动态导航定位,有一定的实用性。     

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。     

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。     

An automatic cycle-slip processing method and its precision analysis

IntroductionIn the applications of GPS positioning, orbit de-termination or navigation, carrier phase and pseu-do-range are two main measurements. Among oth-ers, pseudo-range is free to ambiguity and cycle-slip, and simply computing, but with lowmeasure-m…     

An automatic cycle-slip processing method and its precision analysis

On the basis of analyzing and researching the current algorithms of cycle-slip detection and correction, a new method of cycle-slip detection and correction is put forward in this paper, that is, a reasonable cycle-slip detection condition and algorithm with corresponding program COMPRE (COMpass PRE-processing) to detect and correct cycle-slip automatically, compared with GIPSY and GAMIT software, for example, it is proved that this method is effective and credible to cycle-slip detection and correction in GPS data pre-processing.