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。

强电离层环境下的北斗三频周跳探测与修复

针对强电离层环境下,周跳探测受电离层延迟和伪距多路径的影响容易造成误探的问题,提出了一种适应强电离层环境的周跳探测与修复方法,并选取了合适的伪距相位组合探测阈值。本文选用三频GFIF相位组合、MW组合以及电离层改正的无几何伪距相位组合进行周跳探测,在周跳修复阶段采用电离层改正的伪距相位组合和2个MW组合,解决了联立方程病态问题。通过采用磁暴发生当天的JFNG与XMIS测站观测数据,并在数据中加入2周内小周跳和随机周跳进行实验,结果表明,该方法在强电离层环境下能准确地实现周跳的探测和修复。

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%。

MW和STPIR组合联合探测修复BDS-3载波相位周跳研究

针对北斗三号载波相位观测值的周跳现象影响定时、定位精度的问题,联合MW(Melbourne-Wbbena)和STPIR(second-order time difference phase ionosphere residual)组合提出了一种探测和修复北斗三号载波相位周跳的方法。该方法不受信号采样间隔影响,且能够有效弥补单一组合具有的周跳探测盲区的缺陷,解决单一组合的周跳修复多值性问题。基于本文方法,对北斗三号五种民用信号B1C、B1I、B2a、B2b、B3I载波相位观测值进行了验证,结果表明,联合MW和STPIR组合可以准确探测和修复北斗三号五种信号载波相位周跳。

BDS-3 PPP/INS紧组合周跳探测及修复方法

针对载波相位观测值在实际测量中存在整周数跳变的问题,提出一种BDS-3PPP/INS紧组合周跳探测及修复方法:在北斗三号卫星导航系统(BDS-3)精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(INS)紧组合模型基础上,构建星间历元差分宽巷检测量及星间差分电离层残差检测量,以实现INS辅助BDS-3周跳探测与修复;分析可知,星间历元差分宽巷检测量利用INS短时间高精度特性,求得卫星—接收机几何距离,但无法探测等周周跳,而星间差分电离层残差检测量可消除几何距离误差,但无法探测特殊比例周跳,所以将2种方法联合实现优势互补,可以实现对所有周跳的探测以及探测后的瞬时修复。实验结果表明,所提方法在连续历元或一定中断时长内能够探测大、小、等比、特殊比例周跳,同时在中断10 s内可以实现周跳探测后的完全修复,20 s内实现部分修复。

干涉式量子定位辅助卫星导航周跳探测与修复方法

快速准确对周跳进行探测与修复是卫星导航高精度定位必须解决的关键问题。干涉式量子定位系统达到高精度必须具有良好PDOP(位置精度因子),但是受基线布置的影响,在整个覆盖区的PDOP并不能保证都是理想的。提出了利用干涉式量子定位某个方向高精度测距信息辅助卫星导航,进行周跳探测与修复方法。推导了干涉式量子定位与卫星导航网络RTK两者结合的定位方程,在新的定位模型下,采用Household变换以及LAMBDA算法,充分利用量子高精度测距所提供的信息,逐历元计算出卫星导航RTK测量中双差的整周模糊度,从而根据该模糊度的变化进行周跳的探测与修复。仿真分析表明:该方法可以在单历元内检测到周跳的存在,并在后续的短历元内正确地修复周跳。

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。推导伪距相位组合探测周跳的阈值条件;提出周跳确定成功率的概念;并从提高周跳确定成功率出发,给出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,根据该方法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

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。

伪距相位和无几何相位组合探测与修复多频周跳的比较

基于三频伪距相位和无几何相位组合周跳探测与修复的基本原理,分别推导周跳探测的阈值条件,研究组合量的优化选取模型;以组合量标准差最小为原则并综合历元间电离层延迟误差,选取适合于北斗三频数据的伪距相位和无几何相位组合。实验结果表明,两种方法均能实时探测和修复所有模拟的周跳;综合算法计算量、复杂性和舍入误差,首选伪距相位组合法。

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。

基于电离层残差法探测与修复周跳的特性分析

周跳的探测与修复一直是GPS精密定位数据处理中的一个十分重要的任务。介绍了电离层残差法探测周跳的原理,并通过伪距差分约束法来确定和修复周跳,通过Matlab编制了相应程序,并结合实例分析了其在不同采样率下探测与修复周跳的效果,且得到了一些有益的结论。

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。

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。

GPS三频数据在周跳和粗差探测与修复中的应用

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/载波探测原理,利用模拟的GPS多频数据进行了各种情况下周跳与粗差的探测及修复,同时对一条GPS基线进行了原始观测数据预处理的实例分析.结果表明,通过多频数据组合能够完全实时修复大采样率条件下各种情况的周跳,可以实时探测出0.2周以上的粗差.

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。

北斗/INS紧组合的惯性辅助三频周跳探测和修复

传统的使用伪距和相位组合进行周跳探测的方法受限于伪距精度,在多路径效应严重和载体高动态下不可靠。针对该问题,构建北斗/INS紧组合模型,利用惯性辅助北斗三频信号线性组合构造了周跳探测量,兼顾错探率和漏探率,确定探测阈值系数为2.576 8。基于卫星高度角采用正弦函数模型确定载波噪声,分析了载波噪声和卫地距误差对周跳探测和修复的影响。在此基础上选择组合量(0,-1,1),(1,3,-4),(-3,4,0)联合进行周跳探测和修复。使用车载组合导航实测数据验证周跳探测模型的效果。实验结果表明,对于模拟的密集小周跳,所有卫星错探率低于1.75%,漏探率低于0.11%,除低高度角卫星C05,所有卫星修复错误率低于0.35%。对于北斗信号中断的场景,在75 s部分中断内或18 s完全中断内都能够正确修复所有卫星的所有类型周跳。

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。

利用抗差多项式拟合法探测修复GNSS周跳

多项式拟合法探测周跳的能力受载波相位观测值的观测误差和采样率的较大限制。将观测数据分成若干段处理,虽然对结果有所改善,但降低了工作效率。采用历元间求差与抗差估计相结合的方法对多项式进行改进。并通过GPS/GLONASS实测数据进行实验,结果表明,利用抗差多项式拟合探测修复周跳的结果更加稳定可靠。

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。