一种LM-BP加速搜索的周跳探测与修复方法

针对传统三频周跳探测与修复方法中的不敏感、漏检以及效率较低等问题,提出一种基于莱文伯格-马夸特(LM)-反向传播(BP)神经网络加速搜索法的伪距相位组合与电离层残差组合联合周跳探测与修复方法:利用2个伪距相位组合以减少不敏感周跳数量,利用1个电离层残差组合以提高小周跳探测敏感度;在构成3个线性无关的组合观测值后,使用LM-BP加速搜索算法进行周跳探测与修复。实验结果表明,相对常规的伪距相位组合与电离层残差组合联合方法,该方法能够提高周跳探测与修复性能,可探测小至1个的周跳,探测与修复整体时效有较大提升。

优选小波神经网络在周跳探测与修复中的应用

北斗导航定位过程中,传统的周跳探测与修复方法缺乏检验环节,无法保证修复结果的可靠性。为此,提出了一种级联式小波变换结合NARX神经网络多步循环预测修复的方法处理周跳问题。该方法通过构造载波相位双差模型检验量,探测周跳发生历元,采用NARX神经网络预测方法修复周跳,利用优选小波基函数进行周跳修复效果检验。实验证明,相较于经验模态分解和变分模态分解等模态分解法,优选小波神经网络周跳探测与修复方法可用于小周跳探测并判断出周跳正负性;构造的NARX神经网络周跳修复模型,解决了普通神经网络模型和传统多项式拟合法容易造成的二次奇异值问题。相较于长短期记忆(LSTM)和门控循环单元(GRU)深度学习神经网络模型,周跳预测精度分别提高了45.2%和55.9%。

北斗三频无几何相位组合周跳探测与修复

针对三频无几何相位组合难以实时修复周跳的问题,采用两个无几何相位组合和一个三频伪距/载波组合联立方程组修复周跳的方法,并采用搜索法克服方程解不稳定的问题。最后利用北斗实测三频数据对整个算法进行验证,结果表明本方法能够实现动态、非差周跳的实时探测与修复。

北斗三频非差观测数据的周跳探测与修复方法

以组合周跳检验量标准差最小为标准,相位组合波长和电离层延迟放大系数为约束条件,选取一组适用于北斗三频数据的线性无关的相位组合,探讨了伪距/相位组合法在不同类型卫星下的周跳探测性能,并采用一组实测北斗三频数据测试了该方法的周跳修复性能。结果表明,该方法可实时探测与修复GEO和IGSO卫星观测数据的周跳;而当采样间隔较小时,可实时探测与修复MEO卫星观测数据的周跳。

不同采样间隔下的三频周跳探测与修复算法研究

研究了三频周跳探测与修复的常用算法——伪距/载波相位组合法和MW-无几何相位组合法,给出了两种方法的探测阈值。利用北斗三频实测数据,分析了不同采样间隔下,单频点发生周跳和多频点同时发生周跳时,两种方法的周跳探测与修复效果。结果表明,在实际观测中,采样间隔设置为小于10 s更为有利,且采用MW-无几何相位组合法可以更有效地对周跳进行探测与修复。

北斗三频数据实时周跳探测与修复方法对比分析

首先介绍了基于无几何相位组合、伪距相位组合以及LAMBDA算法进行三频周跳探测与修复的原理。然后对比了不同采样间隔下无几何相位组合和伪距相位组合周跳检验量的精度。无几何相位组合不受伪距噪声及多路径的影响,其周跳检验量的精度明显高于伪距相位组合的精度,周跳探测效果较好。最后从耗时和成功率两个方面对比分析了3种周跳修复方法的效果,结果表明无几何相位组合修复周跳时采用了搜索算法且搜索步长为经验值,其耗时和成功率都是最差的;伪距相位组合修复周跳时无需搜索,耗时最短,但其易受伪距噪声及多路径的影响,导致部分周跳修复失败;使用LAMBDA算法能有效减小搜索空间,并能在一定程度上控制历元间差分残留误差的影响,速度快且成功率高。综合考虑,建议使用筛选的两个无几何相位组合进行周跳探测,确认发生周跳后再使用LAMBDA算法进行修复。

STPIR和MW组合的北斗三频周跳探测与修复

针对载波相位观测值中出现周跳的问题及北斗卫星导航系统全星座播发三频信号的现状,提出一种三频相位电离层残差二阶历元差分(STPIR)的算法,克服了传统电离层残差法受观测数据采样间隔影响较大的问题,联合MW组合观测量进行周跳探测又可避免各自的探测盲区。两种组合观测量均很好地削弱了电离层延迟项的影响,联立方程组进行周跳求解时,直接取整即可得到周跳值。通过北斗三频实测数据验证,提出的组合方法在观测数据采样间隔较大时,可以准确探测出所有周跳,并有效修复。

基于伪距相位和STPIR组合的北斗三频周跳探测与修复

GNSS周跳探测中,电离层残差法的适用性受数据采样间隔的影响较大,同时联合其它组合观测量进行周跳修复时,周跳修复方程组易出现病态解。针对这些问题,文中提出一种可靠的北斗三频周跳探测与修复算法,通过构造北斗三频电离层残差组合观测量,进行二阶历元间差分,基于三频伪距相位组合优选理论,选取适用于北斗三频数据的伪距相位组合,结合两种组合观测量,优选条件数较小的组合系数矩阵进行周跳修复,最后通过北斗三频实测数据验证,结果表明:在数据采样间隔较大的情况下,利用构建的三个组合观测量可以探测出北斗三频原始数据中的所有周跳,具有很好的修复效果。

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,验证了方法的有效性。提出利用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,从而有效地解决了双频单P码中出现多值的问题。试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。

一种改进的GPS周跳探测与修复方法

针对接收机持续性地测量载波相位值时会出现周跳现象从而降低数据处理精度的问题,提出一种改进GPS的组合周跳探测与修复方法。通过分析周跳发生的原由,对电离层残差法进行了分析,指出了它的不足。采用载波观测值线性拟合的方法进行辅助探测的改进,对周跳进行修复,并通过实例分析进行验证。仿真结果表明:该方法能较好地弥补电离层残差法的不足,并能有效地探测与修复。

一种改正伪距多路径误差的北斗三频周跳探测与修复方法

使用北斗三频观测值提取伪距多路径误差。分析表明,北斗伪距多路径误差达到m级,且变化较快,不能通过历元间差分完全消除,会对周跳探测及修复产生影响。提出一种改正伪距多路径误差的北斗三频周跳探测与修复新方法,能有效控制伪距多路径误差的影响,提高周跳修复的成功率。

IDNN的GPS动态测量多周跳探测与修复模型

针对GPS动态测量中预报值误差较大时多周跳探测与修复不理想的问题,在Kalman滤波动力学模型的基础上,引入嵌入时延神经网络IDNN(Input-Delay Neural Network)模型,并提出了一种基于IDNN的GPS动态测量多周跳探测与修复模型。该模型在理论上具有一定的前沿性;与Kalman滤波状态估值同步操作,便于多周跳的实时处理;而且利用尽可能多的过去无周跳预报残差向量集作为网络训练数据,兼顾GPS动态测量的动力学模型能够获取精度较高的周跳估值。实例计算表明了该方法的可靠性和可用性。

北斗非差数据MW/TECR组合周跳探测与修复

矿区边坡变形监测在矿山可持续安全开采中发挥着重要的作用。在利用GNSS(Global navigation satellite system)技术对矿区边坡进行高精度监测时,必须准确地对GNSS相位观测数据进行周跳探测与修复。提出了利用MW/TECR(Melbourne Wubbena/Total electron contents rate)组合对北斗非差相位数据进行周跳实时探测与修复的方法。首先选取MW/TECR组合作为周跳检测量,对北斗导航卫星的B1和B2载波上出现的周跳进行探测,然后以最小1范数作为周跳修复准则,以一定的搜索半径对周跳估值的最小二乘解进行搜索匹配修复周跳,最后利用某露天矿区实测北斗相位观测数据进行周跳探测与修复试验。结果表明,MW/TECR组合可以有效地探测与修复原始相位观测数据中所添加的各种周跳,显著地改善北斗相位观测数据质量,对于提高矿区边坡监测的精度具有一定的作用。

基于电离层残差法的北斗周跳探测与修复研究

对北斗周跳探测与修复的问题,利用北斗卫星信号频率特征以及电离层残差法的基本原理,推导并构造了适用于北斗周跳探测与修复的周跳检验量,通过北斗实测数据和人为加入周跳的实验方案,对该周跳检验量进行验算.结果表明:电离层残差法能够较好探测和修复较小的周跳,适用于北斗周跳的探测与修复.

BDS三频数据周跳探测与修复方法研究

针对传统的伪距相位组合极易受伪距及载波相位观测噪声影响,且其中保留了多路径误差的影响导致无法分离各载波周跳的问题,提出一种伪距减相位组合联合宽巷相位减窄巷伪距组合观测量进行周跳探测的方法,宽巷相位减窄巷伪距组合,弥补了传统的伪距相位组合极易受到伪距及载波相位观测噪声影响的不足,并且解决了宽巷相位减窄巷伪距组合不能对两个检测频率上的周跳进行分离的问题。该方法结合两种组合观测量,优选条件较好的组合系数矩阵进行周跳探测与修复。利用一组北斗卫星导航系统(BDS)三频实测数据进行实例验证,实验结果表明,两种组合的联立方程组进行周跳探测,可以有效探测并修复大小周跳、不敏感周跳以及特殊周跳。

GNSS动动定位周跳探测与修复技术研究

针对多频GNSS动动定位的复杂情况(高动态、长基线、电离层活跃等),在传统周跳探测与修复方法基础上,对于双频数据,综合采用滑动平均滤波MW(Melborne-Wubenna)组合以及电离层TEC变化率(TECR)来探测并修复周跳;对于多频GNSS观测值,则借鉴适用于双频观测值的经典TurboEdit方法将其扩展至三频情形。最后,通过实验验证了该研究的可行性。

基于贝叶斯压缩感知的周跳探测与修复方法

针对观测噪声对周跳探测与修复性能的影响,提出了一种新的利用贝叶斯压缩感知技术进行周跳探测与修复的方法.在历元间-站间载波相位双差观测模型的基础上,通过挖掘周跳信号的稀疏特性,获取感知矩阵,推导并建立稀疏周跳探测模型,利用稀疏贝叶斯学习中的相关向量机原理,结合周跳相关数据的先验信息,基于主动相关决策理论,进行回归估计获得周跳预测值的分布,进而实现周跳的探测与修复.实验表明,新方法在仅利用单频或双频载波相位观测量的情况下能有效探测并修复周跳,性能优于正交匹配追踪法及l_1范数法.

多频组合在周跳探测与修复上的应用

本文通过多频载波相位组合观测值的长波长特性,结合传统的伪距/载波探测周跳原理,对周跳的探测与修复进行研究。利用多频组合观测值进行周跳探测与修复,并对结果进行分析与讨论。探讨了多频组合探测与修复周跳的效果。

相位平滑伪距辅助GNSS三频非差数据实时周跳探测与修复

针对目前几乎所有三频周跳探测与修复方法都会受到伪距噪声和多路径效应影响的问题,提出了采用相位平滑伪距方法来辅助三频周跳探测与修复.采用GPS/QZSS和BDS实测三频数据对该方法进行了验证.结果表明:该方法可大幅削弱伪距噪声和多路径效应对周跳修复的影响,提高周跳确定成功率.经过相位平滑伪距后,周跳浮点值与真值之间的均方根(RMS)误差,对于GPS/QZSS三个频点L1,L2,L5 平均分别降低40.389%、40.758%和 40.023%,对于BDS三个频点B1,B2,B3 平均分别降低12.083%、14.290%和 18.781%.

多普勒积分重构与STPIR联合周跳探测与修复

用载波相位精密定位需保证相位无周跳,而1周的小周跳仍是目前双频定位中难以解决的问题。MW(Melbourn-Wübbena组合)法联合电离层残差法探测周跳应用广泛,但MW法精度不足。为此,本文提出重构多普勒积分的新方法以替换MW法。该方法基于信号传播的多普勒模型,仅利用广播星历和伪距定位的位置,即可重构出比多普勒观测量误差更小的值。为了最大限度地提高重构多普勒的探测周跳能力,进一步提出了重构双频组合的多普勒,并用于积分的方法。但该方法与MW存在相同的周跳探测盲点,所以联合STPIR(电离层残差的二次时间差法)法进行周跳探测与修复。经实测的动态1 Hz和静态1/30 Hz的双频数据中插入模拟周跳验证,重构多普勒积分法比MW法探测误差更小。本文提出的联合方法在上述条件下,可以探测和修复任意整数周跳,且采样率越高,效果越好。