GPS精密單點(diǎn)定位周跳的探測(cè)與修復(fù)方法

呂建勛　何威

摘 要：通過對(duì)GPS精密單點(diǎn)定位周跳探測(cè)與修復(fù)文獻(xiàn)的閱讀，闡述了周跳產(chǎn)生的原因及其探測(cè)和修復(fù)的方法，并通過分析比較各類方法，得出在處理周跳上效果更佳的組合方法。

關(guān)鍵詞：GPS；精密單點(diǎn)定位；周跳；組合觀測(cè)值

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.112

隨著GPS應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，用戶對(duì)其精度的要求也越來越高。提高GPS精密單點(diǎn)定位精度所需解決的主要問題是整周跳變的探測(cè)與修復(fù)。

1 周跳探測(cè)與修復(fù)的基本理論

1.1 周跳產(chǎn)生的原因

周跳產(chǎn)生的原因主要有衛(wèi)星信號(hào)的暫時(shí)中斷、接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)、到達(dá)接收機(jī)處衛(wèi)星信號(hào)的信噪比低以及接收機(jī)或衛(wèi)星故障。

1.2 周跳探測(cè)與修復(fù)的原理

周跳探測(cè)與修復(fù)的基本原理是通過對(duì)數(shù)據(jù)的合理處理，得出反映周跳變化的檢測(cè)量序列，從檢測(cè)量序列中探測(cè)出周跳的位置和大小并修復(fù)，最后將周跳改正后的數(shù)據(jù)序列參與解算。

2 周跳探測(cè)與修復(fù)的方法

2.1 電離層殘差法

步驟如下：①將m個(gè)無周跳的載波相位觀測(cè)值代入進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，用最小二乘法求得其中的多項(xiàng)式系數(shù)，并根據(jù)擬合后的殘差計(jì)算出第j次擬合的中誤差；②用求得的多項(xiàng)式系數(shù)來外推下一個(gè)歷元的載波相位觀測(cè)值，并將其與實(shí)際觀測(cè)值進(jìn)行比較；③加入上述無周跳的實(shí)際觀測(cè)值后繼續(xù)上述過程進(jìn)行多項(xiàng)式擬合；④ 當(dāng) 成立時(shí)，則認(rèn)為實(shí)際觀測(cè)值有周跳，然后繼續(xù)上述過程，直到最后一個(gè)觀測(cè)值為止。

2.3 小波變換法

根據(jù)小波變換的原理可知，在給定小波函數(shù)后，通過減小尺度因子，使其向細(xì)節(jié)焦點(diǎn)聚集。同時(shí)，增加分辨率并變換細(xì)節(jié)，從而得到Wf（a，b）。通過變化參數(shù)b來搜索整個(gè)信號(hào)，然后根據(jù)求得的最大變換Wf的模可以得出變化的時(shí)間結(jié)果b對(duì)應(yīng)的信號(hào)時(shí)間點(diǎn)，即為周跳發(fā)生的歷元。

3 方法分析與比較

電離層殘差法能夠很準(zhǔn)確地探測(cè)到周跳發(fā)生的歷元，其組合觀測(cè)比較適用于動(dòng)態(tài)、非差數(shù)據(jù)的周跳探測(cè)。多項(xiàng)式擬合法比較適用于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算，不僅可以用于單站非差觀測(cè)數(shù)據(jù)的周跳探測(cè)與修復(fù)，還可以用于多站差分?jǐn)?shù)據(jù)的周跳探測(cè)與修復(fù)。小波變換法與電離層殘差法存在相似的問題，不能精確地給出發(fā)生周跳值的大小，對(duì)于需要精密定位的情況，小波變換法難以完全滿足要求。

4 結(jié)束語

由于周跳產(chǎn)生的多變性和不確定性，目前那些常用的周跳探測(cè)和修復(fù)方法都不能很好地解決這方面的問題，研究更多的探測(cè)與修復(fù)組合方法也將會(huì)越來越成為研究的重點(diǎn)。將來GPS精密單點(diǎn)定位會(huì)更好地實(shí)現(xiàn)全球性、全天候、高精度、實(shí)時(shí)連續(xù)導(dǎo)航這一理念。

參考文獻(xiàn)

[1]王仁謙，朱建軍.利用雙頻載波相位觀測(cè)值求差的方法探測(cè)與修復(fù)周跳[J].測(cè)繪通報(bào)，2004（06）.

[2]李為喬，程鵬飛，蔡艷輝，等.GPS載波相位觀測(cè)值中周跳探測(cè)與修復(fù)的研究[J].測(cè)繪工程，2010（06）.

〔編輯：王霞〕

Abstract： Through the precise point positioning of GPS cycle slip detection and repair of literature reading， described the cycle slip produces reason and its detection and repair methods， and through the analysis and comparison of all kinds of methods， drawn in the week jump better combination method.

Key words： GPS； precise point positioning； circumferential jump； combined observation values