三频数据组合在周跳探测与修复中的应用

摘要

现代化后的美国 GPS,俄罗斯的 GLONASS、中国的 COMPASS 以及欧洲的 Galileo等全球卫星导航系统均设计采用多个频率,多频信号可以形成更多具有优良特性的数据组合,为载波相位的周跳探测提供了更多选择。本文在单频和双频周跳探测与修复方法研究的基础之上,基于三频数据能形成长波长、消电离层/弱电离层、低噪声等优良特性的组合,对GNSS现代化后的三频周跳探测与修复提出了两种新的方法：选取两组相位无几何距离组合(-1,-1,2)和(-1,4,-3),在200周内可以探测出除敏感周跳外的所有周跳,但探测出的组合周跳值不能固定为整数,也无法进行基础载波上的周跳值分离,用一个三阶多项式拟合L1、2L 和 5L 的频间单差值,这四组方程按照间接平差原理,可以探测出各个频率上大于或等于1周的周跳,这种方法适用于高采样率下的周跳探测；基于相位减伪距组合周跳探测的原理,提出了一种三频组合周跳检测量的优选方法,并利用该方法在不同伪距测量噪声情况下,选取3个最优的线性无关相位组合,组合检验量可以准确探测出各个频率上大于或等于1周的周跳。
　　对IGS网站L5 NetR8 Test测试站的三频原始观测数据进行周跳探测,采样间隔为15s,未发现周跳,分别加入模拟的大周跳、小周跳和不敏感周跳或特殊周跳,两种方法均正确探测出了模拟周跳。相位无几何距离组合最多形成两组线性无关的组合,由于15s采样间隔多项式拟合频间单差误差最大可达 0.6 周,可能会引起取整错误。三频相位减伪距组合的周跳估值标准差为0.2周左右,即使在伪距测量噪声为3m的情况下,仍然能以95.5%的概率对组合周跳取整成功。

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1. 绪论

1.1 引言

1.2 研究背景

1.3 国内外研究现状

1.4研究内容

2. GPS数据预处理理论基础

2.1 GPS基本观测量

2.2 GPS定位中的误差来源

2.3 观测方程

2.4双频线性组合

3 GPS单、双频周跳探测与修复方法研究

3.1 高次差法

3.2 多项式拟合法

3.3 双频单P码组合法

3.4 电离层残差法

3.5 电离层残差法结合相位减伪距法

4 多频数据组合理论

4.1 多频载波相位组合原理

4.2 组合观测值的误差分析

4.3 组合观测值的筛选

5 三频周跳探测方法

5.1相位无几何距离组合结合频间单差

5.2 伪距减相位组合

5.3 两种三频周跳探测方法比较

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

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