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。      

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。     

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。     

GPS/GLONASS周跳探测与修复方法

为了准确地探测和确定GPS/GLONASS周跳并且提高小周跳探测和修复的能力,综合电离层残差法和相位减伪距法,提出了一种新的GPS/GLONASS周跳探测和确定方案:采用电离层残差法探测出周跳;由相位减伪距法确定周跳数的搜索范围;根据搜索范围组合出所有周跳数的候选值;最后,由电离层残差法检验量与其观测噪声最为接近的候选值为最佳的周跳值。采用该方案对江苏CORS和青岛CORS部分基准站观测数据进行处理分析。结果表明:该方法具备探测和确定小周跳的能力,其搜索的成功率在95%,探测分辨率可以达到0.03周,且修复精度可以达到±0.031周。     

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.     

利用历元间差分观测值进行参考站周跳探测与修复

载波观测量是高精度卫星导航定位及其相关应用的基础，其整周模糊度的正确解算是实现厘米级导航定位和纳米级授时的关键。周跳探测与修复直接影响整周模糊度解算的性能，尤其对于连续运行参考站网等高精度位置服务的核心基础设施，保证连续可靠的模糊度解算是实现高精度位置服务的重要保障。参考站接收机具有观测值精度高、静止等特点，且采样频率较高（一般为1 Hz），在较短的时间间隔内，电离层延迟、对流层延迟、硬件延迟等误差相关性较强。基于以上特点，本文将历元间差分法应用于参考站周跳探测与修复，结合参考站静止的特性，提出了一种适用于参考站的周跳探测与修复的方法。该方法无需进行观测值组合，同时避免了伪距噪声的影响，探测精度高，且单站各个频率可以单独探测，在周跳修复的过程中，考虑非整周粗差并进行剔除。试验表明，该方法可以准确地探测和修复1周的整周周跳，可以探测小数偏差大于0.1周的非整周粗差。     

单车单频BDS/GNSS周跳探测与修复模型

针对低成本单频接收机小周跳探测不敏感的问题，提出了一种基于双边累积和算法的周跳探测与修复方法。该方法基于历元间三差观测值常数项，利用CUSUM算法计算载波相位观测值微小变化的累积和统计量。通过模拟发现，该方法对小周跳具有极高的探测敏感性，同时针对北斗异构星座卫星都具有相同的探测与修复效果。实验表明本文方法相较于传统四阶多项式拟合法，对于连续7个历元密集1周周跳与连续5个历元密集3至5周周跳探测准确率提高30%以上，并且周跳修复成功率达到100%。     

基于小波变换的GPS精密单点定位中的周跳探测

基于双频观测值的Melbourne-Wübbena组合和Geometry-free组合,提出了利用连续小波变换方法来探测GPS相位观测值中的周跳,论述了GPS精密单点定位中的周跳探测和连续小波变换方法探测周跳的算法,说明利用高斯函数的一阶求导小波变换对周跳的多尺度分解的敏感性,能够提高组合观测信号的信噪比,准确定出1周左右的周跳发生位置,从而可以提高利用非差观测值解算周跳和模糊度的效率,并给出具体算例验证了本方法的可行性和有效性。     

一种动态阈值构造的周跳探测方法

针对不同系统观测量测量精度不同的问题,根据多项式拟合原理,在GNSS周跳探测过程中,该文提出了一种根据实测数据设置动态阈值的阈值构造方法,以替代传统方法中采用固定先验值的做法。实验结果显示把该阈值构造方法应用于对小周跳敏感的电离层残差法进行周跳探测时,该动态阈值构造方法可以准确地探测出大小周跳、连续周跳及野值。     

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。     

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。     

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。     

基于小波变换的周跳探测与修复

探测和修复周跳一直是GPS定位中的关键问题。利用小波变换对相位减伪距观测量进行周跳探测。首先介绍小波变换周跳探测的一般方法,然后在此基础上提出改进。改进方法可以对周跳进行探测和直接修复,进而探测和修复多次周跳,同时有效地克服一般方法可能出现探测失误的缺点。这种改进方法的效果在实验中得到验证。     

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。     

相位求差法与多项式拟合法探测修复周跳的比较

目前对相位观测值周跳的探测和修复已有多种方法,但是各种方法都不是很完善。通过用相位观测值相邻历元求差法和多项式拟合法对周跳进行探测和修复,算例结果表明相位观测值相邻历元求差法不仅能准确地锁定发生小周跳的历元,而且能高效地修复观测值。该方法执行效率高,实用性强,尤其适合动态定位的应用。     

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。     

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.