一种探测与修复周跳的组合方法
王一强&＃xff0c;严新生&＃xff0c;白征东&＃xff0c;刘亮
(清华大学土木工程系地球空间信息研究所&＃xff0c;北京 100084)
摘要&＃xff1a;通过分析现有的GPs载波相位周跳探测与修复算法的不足&＃xff0c;提出组合使用高次差法与Ble-itt方法的周跳探测与修复方法&＃xff0c;进而分析这
种方法的优缺点&＃xff0c;并通过实测数据进行验证&＃xff0e;
关键词&＃xff1a;周跳&＃xff1b;探测与修复&＃xff1b;组合&＃xff1b;高次差方法&＃xff1b;B1e_itt方法
一、引 言
在GPS载波相位测量中&＃xff0c;载波相位观测值表达为
①(‘)&＃61;6(fo)&＃43;如f(妒&＃xff0c;‘-岛)&＃43;n(妒&＃xff0c;‘)
测量&＃xff0c;而整周部分则借助计数器来累计。在GPS载波相位观测期间&＃xff0c;由于建筑物或树木等的遮挡、电离
层电子的剧烈活动、卫星低仰角、多路径效应以及接收机本机震荡的不稳定或软件故障等原因&＃xff0c;会导致
信号失锁&＃xff0c;并可能引起整周计数跳变&＃xff0c;产生周跳…埋’。
周跳的探测与修复必须在载波相位模糊度固定前进行&＃xff0c;是精密定位相位观测资料处理的一项重要内
容。目前&＃xff0c;用于周跳探测与修复的方法很多&＃xff0c;比如高次差分法、宽带和伪距组合法、电离层组合法、多
高&＃xff0c;但较难区分小周跳和噪声&＃xff1b;其它非差观测方法可以保留较多的信息&＃xff0c;但在理论与实践上大都存在某
些不足哺H"。比如&＃xff0c;多项式拟合法通过对观测数据进行拟合&＃xff0c;判断两条曲线是否重合或断裂来判断周跳&＃xff0c;
因存在选择拟合阶数、截断误差大小等问题引入了人为误差&＃xff0c;对小周跳不敏感&＃xff1b;电离层残差法线性组合
相位观测量&＃xff0c;将剩余误差归结为电离层误差&＃xff0c;通过组合值发生突变判断周跳发生&＃xff0c;因此只在电离层活动
缓慢、多路径效应影响小的时候比较有效。本文考虑到以上现有的周跳探测和修复算法的不足&＃xff0c;在非差
方法。 &＃xff0e;
二、高次差分方法探测与修复周跳
分法(三次差)…&＃xff0c;即对相位原始观测序列或者其线性组合序列求历元间高次差&＃xff0c;如果没有周跳&＃xff0c;其三次
差为围绕“O”变化的随机序列(不考虑误差影响)&＃xff1b;如果发生周跳&＃xff0c;在周跳历元三次差发生突变且邻近
的比例关系&＃xff0c;唯一地确定周跳发生的位置和大小&＃xff0c;完成探测和修复。
在实际应用高次差法时&＃xff0c;一般采用线性组合值进行历元间求差&＃xff0c;提前消除一些误差&＃xff0c;如大气折射延
迟、接收机钟差、卫星钟差等。
通过图l的分析&＃xff0c;当三次差出现跳值时&＃xff0c;若符合图lA的情况&＃xff0c;为周跳&＃xff1b;若符合图1BCD的情况&＃xff0c;为
野值。从数据处理的效率来看&＃xff0c;高次差法起算数据少&＃xff0c;算法简单&＃xff0c;易于控制。但因差分方法“放大”周
跳和噪声&＃xff0c;高次差法只能较好地探测和修复大周跳。另外&＃xff0c;在观测序列发生跳值时&＃xff0c;在同一历元三次差
即可探测出异常&＃xff0c;但对跳值的性质(周跳或者野值&＃xff0c;若是周跳&＃xff0c;跳值的大小)至少需要再观测三个历元
才能判断&＃xff0c;限制了高次差法在GPS实时动态模式中的应用。
7l
A O B
0 0
0 0 0 O
6 6 6 6 6 6
—6 —26 0 —6 —26 —36
O 6 O 0 6 36
0 O 0 O O —6
O C D
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