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GNSS三频周跳探测与修复算法

测绘学报 2017年第4期46卷 453-459页

作者：刘柳吕志伟于晓东王鹏旭杨东森张伦东丛佃伟信息工程大学河南郑州450001 北斗导航应用技术河南省协同创新中心河南郑州450001 上海司南卫星导航技术股份有限公司上海201801

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... 详细信息

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。

关键词：周跳探测不敏感周跳周跳修复优化组合量无几何相位组合

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BDS三频GIF组合非显著周跳探测与修复

测绘学报 2018年第B12期47卷 38-44页

作者：张晨晰党亚民薛树强张龙平山东科技大学山东青岛266510 中国测绘科学研究院北京100083 北京航天宏图信息技术股份有限公司北京100195

GNSS周跳探测与修复的准确性受复杂观测环境影响。本文针对BDS三频无几何无电离层(geometry and ionosphere free,GIF)组合不敏感周跳组合及周跳漏检问题,提出了进一步附加2个历元间二次差的电离层残差组合(second-order time-differenc... 详细信息

GNSS周跳探测与修复的准确性受复杂观测环境影响。本文针对BDS三频无几何无电离层(geometry and ionosphere free,GIF)组合不敏感周跳组合及周跳漏检问题,提出了进一步附加2个历元间二次差的电离层残差组合(second-order time-difference phase ionospheric residual,STPIR)对GIF修复观测进行周跳检验。在磁暴发生期间BDS实测数据的周跳探测和修复结果表明,该方法能够探测与修复BDS非差观测值中所有可能发生的周跳组合。

关键词： BDS 周跳探测三频GIF组合不敏感周跳

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基于空间几何原理的北斗三频周跳探测算法

科学技术与工程 2019年第26期19卷 30-36页

作者：崔立鲁余寒邹正波赵磊梁远玲成都大学建筑与土木工程学院成都610106 武汉大学测绘学院武汉430079 中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室武汉430071 成都理工大学地球科学学院成都610059

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Melbour... 详细信息

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。

关键词：空间几何无几何相位组合不敏感周跳北斗三频

连续运行参考站无电离层组合周跳探测与修复算法

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科学技术与工程 2021年第6期21卷 2350-2355页

作者：汪晓龙杜石崔立鲁安家春南宁市勘察测绘地理信息院南宁530022 长安大学地质工程与测绘学院西安710054 成都大学建筑与土木工程学院成都610106 武汉大学测绘学院武汉430079 武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079

根据线性无关原理构造了两组无电离层组合系数,以保证两组组合系数没有共同的不敏感周跳项。采用数理统计和假设检验的原理得到了较为精确的两个组合周跳探测阈值,并验证了由此两个组合构成的周跳检验量对不敏感周跳的全覆盖。最后利用... 详细信息

根据线性无关原理构造了两组无电离层组合系数,以保证两组组合系数没有共同的不敏感周跳项。采用数理统计和假设检验的原理得到了较为精确的两个组合周跳探测阈值,并验证了由此两个组合构成的周跳检验量对不敏感周跳的全覆盖。最后利用日本连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)网中两个测站的实测观测数据对本文算法的精确性和实用性进行了验证计算。结果表明:算法能够有效地消除不敏感周跳对探测结果的影响,并能够实现对所有周跳的探测与修复。

关键词：连续运行参考站(CORS) 周跳探测假设检验不敏感周跳无电离层

GNSS三频数据优化组合及其在周跳探测中的应用

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GNSS三频数据优化组合及其在周跳探测中的应用

作者：刘柳解放军信息工程大学

学位级别：硕士

随着卫星导航系统的迅猛发展,多频GNSS解算将成为一种常态,目前普遍认为多频数据提高了定位解算的可靠性,有望加快模糊度固定的收敛速度,但是多频GNSS解算的优势尚不完全明确,本文针对三频数据组合在周跳探测与修复中的应用展开论述,主... 详细信息

随着卫星导航系统的迅猛发展,多频GNSS解算将成为一种常态,目前普遍认为多频数据提高了定位解算的可靠性,有望加快模糊度固定的收敛速度,但是多频GNSS解算的优势尚不完全明确,本文针对三频数据组合在周跳探测与修复中的应用展开论述,主要包括以下五个方面:1.组合观测值的几何模型基本观测方程包含多个误差项,在进行组合系数优化选取时往往难以平衡各项误差的权重,并且不同的应用场合往往也要求不同的组合特性,而目前常用的代数模型常聚焦于某一需求领域的组合量,难以体现所有组合量之间的联系和矛盾,随着导航卫星提供的频点数量增加,代数组合模型的局限性将更加明显。本文构建了三频数据组合的三维几何模型,使用空间坐标系表示所有可能的组合量,并且将观测量组合的代数模型转化为几何模型,将具备某一特性的组合量集合使用坐标点描述,直观描述了不同特性组合系数的分布区域,为优选适用于周跳探测与修复的组合量提供了基础。2.基于组合量的周跳探测模型通过对传统周跳探测方法的分析,明确了周跳探测方法的局限性,提出了评价周跳探测算法的指标。针对阈值确定问题,本文以实际应用需求为导向确定阈值,确保了算法可靠性,避免了“伪周跳”现象中断整周模糊度,同时平衡了阈值与不敏感周跳的矛盾需求,选取较大的阈值保证周跳探测的可靠性,在满足可靠性的基础上尽量提升算法完备性。基于组合量的周跳探测算法,其局限性主要在于存在不敏感周跳。针对不敏感周跳这一主要短板,本文使用三维几何模型描述不敏感周跳的产生原因,以及其分布范围和规律,并列出了常见组合观测量在一定坐标范围内的不敏感周跳,因此如何减少或消除不敏感周跳是周跳探测算法优化的主要方向,同时,对不敏感周跳的研究也是为周跳修复环节中求取周跳整数解作准备。3.多个载波相位组合探测周跳的优化模型目前普遍采用多个GF组合联合探测周跳的解决方案,而过多的GF组合会造成较大的计算压力。针对多个GF组合系数的选取问题,本文基于组合观测量的周跳探测模型,分析了多个GF组合联合探测周跳的几何原理,通过该原理得出增加GF组合量可有效减少不敏感周跳数量的结论,通过实验证明了GF组合数量以两个为宜。两个GF组合的系数选取决定了其探测不敏感周跳的效果。本文通过对公共不敏感周跳分布区域的横截面分析,构建系数与不敏感周跳数量的线性模型,并通过该模型推导了最优的GF组合需满足的条件,经北斗三频实测数据的验证,选取的2个GF组合优势明显,与理论分析结果一致。对于多个GF组合的公共不敏感周跳,本文分析了这类“顽固”的不敏感周跳产生原因,并针对特定的不敏感周跳提出了系数优化模型,选取了对其敏感的组合系数,经实测数据验证,选取的组合系数可以有效探测特定的不敏感周跳,并且该系数优化模型适用于电离层闪烁造成的周跳。4.使用伪距相位组合优化周跳探测算法对特定不敏感周跳的系数优化模型可有效解决“顽固”不敏感周跳中的个别问题,而无法全面探测这类“顽固”的不敏感周跳,也无法完成周跳修复。本文引入伪距相位混合组合作为第三个组合量与载波相位组合联合探测并修复周跳,分析了伪距相位组合探测周跳的几何原理,验证了伪距相位混合组合对“顽固”不敏感周跳的探测作用,并以MW组合为例验证了伪距相位组合与载波相位组合联合探测周跳可将不敏感周跳控制在有限范围内的结论,并在几何模型中研究了伪距相位组合与载波相位组合联合探测周跳的原理,提出了优化方案,实验结果表明加入MW组合后不敏感周跳只有1个。5.使用组合观测量修复周跳针对修复周跳所要求的高可靠性,本文首先求取周跳的估计值,然后求取周跳的整数解。通过三个探测量联立方程组,解出周跳浮点解,并在三维坐标系中分析了估值的精度范围,验证了优选的组合量具备修复周跳的条件,并确定了周跳真值的搜索半径。在搜索区域内遍历搜索所有可能的整数节点,并验证搜索到的整数节点是否满足修复周跳的要求,修复周跳后的历元残差量必须小于一倍中误差,保证了修复周跳后的观测值序列不存在粗差,且存在多个满足条件的真值时不予修复,保障了修复算法的可靠性,最后经北斗三频实测数据验证,加入的周跳均正确修复,不存在多个真值的情况。

关键词：观测值组合无几何组合三频不敏感周跳周跳探测

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基于伪距相位组合法的三频周跳探测

河南科技 2023年第21期42卷 4-8页

作者：冯亚萍咸阳师范学院实验室管理处陕西咸阳712000

【目的】载波因具有波长短的优势而被广泛应用于卫星高精度定位中,但载波数据在接收过程中易受干扰,易发生周跳,从而对定位精度产生影响。为消除周跳带来的误差,就要进行周跳探测,以确定其发生位置。【方法】采用三频伪距相位组合(0,1,... 详细信息

【目的】载波因具有波长短的优势而被广泛应用于卫星高精度定位中,但载波数据在接收过程中易受干扰,易发生周跳,从而对定位精度产生影响。为消除周跳带来的误差,就要进行周跳探测,以确定其发生位置。【方法】采用三频伪距相位组合(0,1,-1)和单频伪距相位组合对周跳进行探测。【结果】通过对采样率1 s的数据进行试验验证,结果显示,三频伪距相位法实现全频率周跳的高精度实时探测,单频伪距相位解决了三频法中存在不敏感组合周跳和无法判断是哪个频率发生周跳的问题。【结论】结果表明,该方法可快速准确地判断出周跳发生位置及大小,是一种良好的周跳探测及修复方法。

关键词：周跳探测三频伪距相位组合不敏感周跳单频伪距相位