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。

无几何距离组合联合MW组合探测周跳的改进算法

指出了以往使用无几何距离组合联合MW组合探测GPS载波相位周跳的不足之处,提出3个改进的措施:(1)使用双低通滤波器平滑伪距;(2)利用周跳在高阶差分中的时间序列特征,使用最小二乘法定位和估算周跳;(3)对解算得到的周跳浮点解进行条件搜索,得到周跳的整数解。模拟试验表明改进后的算法不仅探测独立周跳的成功率很高,而且探测非独立周跳的成功率也很高。本文的方法已成功用到CHAMP卫星的GPS载波相位的周跳探测中,表明该算法能够用来探测高动态GPS的周跳。

联合北斗优选MW组合和无几何相位组合实时探测和修复三频周跳

针对使用 B1 和 B2 频点组成的MW观测值受噪声误差和电离层延迟误差影响较大的问题,提出使用 B 2 和 B 3 频点观测值组成弱电离层超宽巷MW组合的方法。联合优选的北斗MW组合和2个弱电离层的无几何相位组合(1,0,-1)和(0,1,-1)进行周跳探测和修复实验。结果表明,采用 B 2 和 B 3 频点观测值组合的MW组合伪距噪声更小、探测精度更优,有利于周跳的探测和修复。

北斗三频无几何、消电离层组合周跳探测方法研究

根据多频组合理论,构造基于北斗三频数据的无几何、消电离层组合,结合双频MW组合法和电离层残差法,对北斗实测三频数据进行周跳探测。实验表明,上述3种组合的结合使用能探测出所有大小的周跳,并具有较好的修复效果。

GPS三频无几何相位组合周跳探测与修复

随着GPS现代化的实施和L5频率的开设,GPS进入了三频时代。相对于双频观测数据三频观测值线性组合可以形成更多长波长、弱电离层、低噪声的组合。本文分析了GPS三频无几何相位组合的特性,利用两个GPS三频无几何相位组合和一个三频伪距载波组合组成观测矩阵探测周跳,并采用搜索方法确保周跳修复的正确。最后利用模拟的L5观测数据进行验证,结果表明该算法可以有效地探测并修复周跳。

三频无几何无电离层组合周跳探测与修复算法

为解决电离层活跃期的周跳探测问题,根据无几何无电离层组合特性,构造3个线性无关的三频伪距载波相位组合作为周跳检验量,并以相位电离层残差二阶差分值作为周跳修复验证量。通过对电离层活跃期内全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)三频观测数据进行处理,验证算法的可靠性和有效性。结果表明:算法可以有效地探测与修复在电离层活跃期内的三频周跳,并适用于三频实时动态的周跳处理。

北斗三频载波伪距组合观测值的周跳探测算法研究

针对BDS全星座播发三频信号的特点,利用1个三频载波伪距组合(1,4,-5)和2个三频无几何相位组合(1,1,-2)、(1,-2,1)联合的方法进行周跳探测,并结合最小2-范数确定整数周跳的搜索策略。实测数据表明,该方法对一般周跳、不敏感周跳及连续随机周跳均有较好的探测与修复效果。

基于空间几何原理的北斗三频周跳探测算法

不敏感周跳是影响周跳探测的关键性问题。从空间几何的角度解释了周跳探测的原理,尤其是不同组合系数之间的几何关系,以及与探测不敏感周跳能力的联系。根据理论分析结果以棱柱体横截面最小的原则选取了两个无几何相位组合和一个Melbourne-Wbbena(M-W)组合实施周跳探测,并尽可能减少不敏感周跳数量。通过北斗三频实测数据的验算。分析了算法在不同类型周跳和不敏感周跳的探测能力。计算结果表明:算法能有效探测各种类型周跳,显著地减少不敏感周跳数量。

面向单双频混合及中断数据周跳处理方法

针对复杂环境下,传统周跳探测方法并不能取得良好的探测效果的问题,提出一种面向单双频混合及中断数据的周跳处理方法:介绍传统的无几何距离(GF)组合、墨尔本-维贝纳(MW)组合和多项式拟合法及其优势和不足;利用站间单差形式的GF组合和MW组合处理双频数据,利用改进后的多项式拟合法处理单频数据,联合3种方法克服数据中断带来的挑战,实现相对定位和实时周跳探测。实验结果表明,改进的联合探测方法比传统方法可削弱更多误差;相较于传统方法在探测率、固定率、均方根、定位偏差等精度方面都有较明显提高,其中探测修复率提高15%以上,固定率提高16.8%,复杂环境下的定位精度由分米级提升到厘米级;可为周跳处理提供参考。

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。

小波去噪与北斗三频信号周跳探测与修复

传统的三频伪距相位组合方法易受到伪距观测噪声的影响,难以检测不敏感的小周跳.三个频率的载波相位观测数据组成的无几何距离组合(GF)方法具有检测敏感小周跳的能力,但存在病态方程组的问题.鉴于此,提出了一种利用小波去噪的无几何伪距相位组合与GF组合建立组合模型的方法,即利用小波变换对伪距观测值进行去噪,通过选择最优组合系数,构建优化的组合模型.该方法通过小波去噪保证了源数据的质量,采用无几何伪距相位组合与GF组合模型提高了周跳检测和修复的准确性,同时病态方程组问题得到解决.最后利用最小二乘方法结合正交三角(QR)分解算法,以及用空间搜索和L1范数最小原理固定周跳的最优整数并修复周跳,采集北斗卫星导航系统(BDS)三频测量数据用于实验验证.实验结果表明:小波变换去噪的优化组合模型可以检测和修复各种周跳,尤其是对不敏感的小周跳.

基于双频载波和高次差法的周跳探测与修复

采用载波无几何组合和星间单差无电离层组合的历元间高次差作为周跳检验量,因组合观测值中不包含伪距,其理论噪声与波长相比几乎可以忽略。利用两种组合观测值联合进行周跳探测,可避免各自的探测盲点。将两个载波组合联立进行周跳的求解,由于组合噪声较小,直接取整即可求得周跳的大小。提出的方法在一定程度上克服了传统周跳探测与修复算法中,由于引入伪距带来的探测能力不强、修复精度不高等问题。通过对IGS站观测数据模拟周跳探测与修复情况的统计,新提出算法的周跳探测成功率为99%,周跳修复成功率为94%。

三种常用周跳探测与修复方法的性能分析

针对全球卫星导航系统(GNSS)数据处理中周跳探测与修复方法的合理选择问题,本文对三种常见的周跳探测与修复方法的性能进了评价分析.给出一种基于数理统计理论的周跳探测结果可靠性评价新方法,利用该新方法评价了多项式拟合法和TurboEdit法对同一组双频实测数据进行周跳探测所得结果的可靠性,以及多项式拟合法和三频无几何组合法对同一组三频实测数据进行周跳探测所得结果的可靠性.综合两组评价结果可知,对于双频实测数据而言,TurboEdit法的探测效果优于多项式拟合法;对三频实测数据而言,三频无几何组合法的探测效果优于多项式拟合法;但多项式拟合法对双频、三频观测数据均可进行周跳探测与修复,因此适用性更广.

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。

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。

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。

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。

北斗三频非差观测值实时周跳探测与修复

基于三频观测值组合原理,在周跳探测与修复过程中提出了一种新的组合方法,即利用一组伪距/相位组合,一组无几何组合以及一组系数之和为1的几何组合,通过历元间差分,分步求取周跳估值。实验证明,该方法无不敏感周跳,并能够实时有效探测并修复周跳。