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。     

GNSS+INS组合在周跳探测中的技术研究

在一些复杂多变的环境下,单频GNSS没有办法完成较健全的实时动态周跳探测,从而使得GNSS无法保持正确的模糊度固定结果,影响定位的稳定性和准确性。为了提升GNSS+INS组合的导航定位精度,本文提出加强GNSS模糊度固定解,将双差的GNSS+INS组合单频周跳探测检测量的偏差特点作为研究重点。研究结果表明,其偏差产生的原因不仅与INS增量存在密切关系,而且还与矢量角大小相关,通过确定探测检测量的措施,减少矢量角影响,从而促进周跳探测性能提高。经过周跳探测临界值在滑动窗口估算,约束INS偏差受GNSS偏差覆盖部分的进一步放大,提升GNSS+INS组合的周跳探测精度。     

三频GNSS电离层周跳处理

在分析三频无几何无电离层组合特性的基础上,构造了3个线性无关的三频无几何无电离层组合作为周跳探测检验量,以解决电离层延迟活跃期时的周跳处理问题。为保证周跳修复的准确性,提出采用两次历元差分后的电离层残差值对周跳修复值进行验证与确认。通过高电离层延迟条件下的三频观测数据对本文算法进行了验证分析。试验结果表明,该方法可实现高电离层延迟条件下对周跳的探测与修复,并可适用于三频实时、非差导航定位的周跳处理。     

基于GNSS极化掩星信号的降水观测数据周跳处理算法分析

利用全球卫星导航系统(GNSS)极化掩星信号提取降水信息是国际上新兴起的研究领域.针对在前期理论研究、仿真分析和地基试验的基础上,重点解决地基试验数据中的周跳处理问题.结合地基试验双极化载波相位数据的特点,系统对比分析了高次差法、多普勒观测值法等6种常用周跳处理算法的可行性和适用范围,进而研究对高次差法进行改进以解决人为确定求差次数问题,最后通过仿真分析及实测数据验证了该方法的可靠性和有效性.结果表明：该方法能够准确探测出无雨和有雨时水平极化载波相位和垂直极化载波相位的各类大小周跳,可有效应用于GNSS极化掩星信号的降水观测数据处理.     

构建阈值模型改善TurboEdit实时周跳探测

在比较现有各类TurboEdit改进算法的基础上,选取了一套适合实时周跳探测的组合方法,并针对其缺陷进行优化改进,加入阈值模型。在滑动平均滤波MW（Melborne-Wubbena）组合周跳探测方法中加入了自适应观测序列均方根变化的阈值模型,有效减少了周跳探测的误判和漏判;在相邻历元求差的GF（geometry-free）组合周跳探测中加入了随采样率及卫星高度角变化的加权阈值模型,显著提升了采样率较低时周跳探测的可靠性。大量数据测试检验表明,该组合方法有效可行,相比其他改进方法不仅在探测精度上有一定提高,在避免周跳误判、漏判上也有较大改善。     

GNSS/INS紧组合中的周跳探测方法

讨论了GNSS/INS紧组合算法;依据卡尔曼滤波新息检验理论研究了GNSS/INS紧组合中的周跳探测方法。通过实验论证,对比分析了GNSS/INS紧组合模式和纯GNSS模式下,动态周跳探测与处理的效果。实验结果表明:紧组合模式对周跳的发生更为敏感,可以有效地提升周跳探测的效果。     

TurboEdit 算法初始阶段周跳探测问题的理论分析

对文献中提出的T urboEdit算法初始阶段周跳探测有关问题进行了深入的理论分析。基于两个假设前提,推证了 T urboEdit算法中所给迭代公式的最小二乘平差实质;结合不同历元迭代公式所满足的概率及置信区间,对可能造成周跳探测不准的原因进行了统计意义上的解释。文中结果表明：T urboEdit算法的成功率仍然主要依赖伪距观测值的精度,在一定的精度水平下,不仅可能存在初始阶段周跳探测不准的问题,其他历元也同样存在周跳探测不准的问题;平差问题自由度较大程度上影响了初始阶段的周跳探测。     

INS辅助的实时动态GNSS单频周跳探测

采用全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）模糊度固定解可提高GNSS/惯性导航系统（inertial navigation system,INS）组合导航定位精度,而在复杂环境下,单频GNSS难以实现完善的实时动态周跳探测,影响GNSS模糊度保持。研究了星间单差与站星双差的INS辅助GNSS单频周跳探测检验量,重点分析检验量的误差特性。分析得出检验量误差主要与INS增量误差有关,受接收机至待检星与参考星之间星地矢量夹角的影响。提出了选取两颗参考星并优选探测检验量的方法,降低方位角因素的影响,提高周跳探测性能。周跳探测的阈值在滑动窗口内估计,对INS误差被GNSS误差淹没的部分进行抑制,充分反映INS误差影响,阈值估计具有较强的自适应性。     

GNSS周跳探测与修复方法研究

在GNSS载波相位测量中,周跳的探测与修复一直是个重要问题。主要研究了GPS和GNONASS周跳的探测方法,针对相位减伪距法、电离层残差法和M—W组合法三种周跳探测与修复的方法,展开了系统的研究,利用Matlab编程分别予以实现。并利用实测数据进行分析比较,详细探讨和验证了三种方法的优缺点,为三种方法的实际应用提供有力的科学依据。     

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GNSS单差观测序列周跳探测方法

在卫星定位应用领域,GNSS周跳的探测和修复仍然是载波相位测量中的一个重要问题。近年来,在站星双差观测序列、星间单差观测序列都进行了周跳探测研究。小波分析方法是一种在时域和频域上同时具有良好的局部化特性的分析方法,利用小波对信号进行分析时可以提取信号的突变点。本文利用小波变换对星间单差观测序列进行了周跳探测,通过算例探讨了该方法的应用效果。     

一种单频RTK周跳探测及处理方法

针对目前主流周跳探测及处理方法不适用于单频动态RTK(real-time kinematic)数据的问题,提出一种新的周跳探测方法.该方法根据周跳发生与否的不确定性,建立出了包含周跳参数的含几何关系的数学模型;采用卡尔曼滤波求解出周跳的浮点解;根据周跳的整数特性,采用LAMBDA方法将周跳浮点解确定为周跳整数解.实验结果表明该方法对单频RTK数据各种不同情况的周跳具有良好的探测及处理能力:可以100％探测出实验中加入的周跳,并能对其中约70％的周跳进行修复,且修复准确率为100％.同时该方法的效果不受发生周跳卫星数量影响.     

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。     

基于卡尔曼滤波的周跳探测算法

提出一种基于卡尔曼滤波的周跳探测算法.该算法首先利用klman滤波器对载波相位进行滤波处理;然后搜索预报残差中的跳变对异常值(周跳及野值)出现的历元进行定位;最后结合最优固定区间预测方法确定异常值的类型及计算其大小,从而达到周跳修复和野值剔除的目的.该方法一定程度上降低了分段滤波引起的复杂运算,并对不同类型的异常值有很好的探测能力,如连续野值、频繁出现但不连续的野值以及周跳.仿真实例表明:该算法是可行的.     

基于MW与STPIR组合的周跳探测与修复方法研究

针对载波相位观测值中出现周跳的问题,将TurboEdit算法中的LG组合进行二次历元间差分(STPIR),差分结果可以很好地消除电离层延迟的趋势项影响,而且差分后的组合观测值不受观测数据采样间隔的影响,从而有利于周跳的探测。同时,利用MW组合与STPIR组合实现了周跳的探测与修复。对静态和动态观测数据进行处理的结果表明,将MW与STPIR组合可以更准确地探测与修复周跳。     

利用改进的TurboEdit算法与Chebyshev多项式探测与修复周跳

根据利用TurboEdit方法对GPS观测数据进行周跳探测的特点,设计了固定弧段长度的滑动窗口拟合模型,对其中的Geometry-Free组合法进行改进;在探测出周跳后,利用最小二乘Chebyshev多项式拟合来修复周跳。实验结果表明,改进后的TurboEdit算法可以探测出等周的1周小周跳、等周的大周跳和连续的小周跳、大周跳,同时,最小二乘Chebyshev多项式拟合可以精确修复以上周跳对。     

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。     

GNSS实时数据质量控制

设计了一套实时数据质量控制模块,利用观测值的多种线性组合进行周跳探测及修复,并对观测方程的验后残差进行实时分析,来探测粗差和周跳,从而使实时数据的处理结果更加稳定可靠,并在PANDA单历元实时数据处理模块(SRIF)的基础上,运用实时质量控制模块进行试验。结果表明,此模块更加稳定可靠,适用于GNSS实时数据处理。     

GNSS实时周跳修复算法与精密单点定位测试分析

全球卫星导航系统(GNSS)能够为用户提供定位、导航和授时(PNT)服务,被广泛应用于国防安全保障和国民经济建设中.实时精密单点定位(RT-PPP)是一种高精度卫星导航定位方法,针对信号中断导致的重新初始化时间长的问题,提出一种基于历元间差分伪距和载波相位观测量的周跳修复算法,设计了一种RT-PPP算法,并介绍其实现流程.采用国际GNSS服务(IGS)观测站数据进行周跳修复实验,成功率在99%以上,缩短了重新收敛时间.在楼顶进行推车实验,RT-PPP在水平方向定位精度优于1 cm,高程定位方向精度为2～3 cm.     

实时周跳探测与修复的TurboEdit历元差优化算法

为了解决电离层扰动和低高度角下非差数据的实时周跳探测与修复问题,提出了一种基于TurboEdit历元差模型的优化算法.首先在无几何距离组合历元差中加入滑动多项式拟合法提取电离层延迟与多路径效应误差的趋势项,通过选择合适的阈值,增强对小周跳的探测能力;然后针对历元差模型无法区别周跳与粗差的问题,引入统计诊断中的Score...