MRSVD敏感分量在单频周跳探测修复中的应用

准确探测微小周跳历元是周跳修复的关键,精准修复周跳是高质量北斗卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)定位的难点,为此提出一种基于多分辨奇异值分解(Multi-Resolution Singular Value decomposition,MRSVD)的敏感分量预测模型,用于周跳探测与修复。该方法对探测信号构造Hankle矩阵,并对其进行MRSVD分析,得到一组具有不同分辨率的分量信号。然后对分量信号进行敏感因子评估分析,选取包含周跳特征的分量,构成敏感特征向量,凸显信号的周跳信息,进而通过模极大值谱精准检测出信号中奇异点的位置,实现对微小周跳的准确探测。以筛选出的MRSVD敏感特征向量为基础,构建最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LS-SVM)预测模型,进行周跳修复。实验结果表明,该方法能够对载波相位中出现的微小周跳进行准确探测与修复,证明了该方法的可行性和有效性。

基于卡尔曼滤波平滑多普勒值的单频周跳探测方法

针对高轨卫星搭载的GNSS单频接收机观测值精度低导致多普勒法难以准确探测周跳的问题,提出了基于卡尔曼滤波平滑多普勒值的单频周跳探测方法。首先使用卡尔曼滤波平滑多普勒观测值,以降低观测噪声的影响,然后联合使用平滑后的多普勒值和载波相位观测值按照传统多普勒法计算周跳探测量,并对其进行历元间差分,从而降低系统误差,提高周跳检出率。实验使用探月三期再入返回试验任务中月地转移段返回舱接收到的GNSS观测数据,结果证明提出的方法相比传统的多普勒法可以在低信噪比的环境下更准确地进行周跳探测,可为后续高轨卫星的GNSS搭载试验提供技术支撑。

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。

单频精密单点定位的周跳探测方法探讨

本论文对当前单频PPP(精密单点定位)探测周跳常用的主要方法做了简单介绍,同时采用IGS其中一个跟踪站观测文件进行测试,其观测数据采用率为30s,再确定该组数据无周跳的前提下,人工在一些历元处加入不同大小的周跳值,利用自己编制软件测试,针对论述的周跳探测方法得出不同的结果,并比较与分析其原因,可以得到各方法探测周跳的能力及使用范围,为多种周跳探测方法相结合以提高单频PPP的周跳探测能力提供了依据。

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。