GPS载波相位定位中周跳探测方法的研究@生仁军
单频GPS相位观测值周跳探测方法研究
单频 Ｇ Ｐ Ｓ相 位 观 测 值 周 跳 探 测 方 法 研 究
孙 冲 ， 兰孝奇 ， 丁文圣
（ 河海大学 地球科学 与工程学 院 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ８ ） 摘 要： 周跳探测是单频精密单 点定位的主要技术难点之一 ， 为了寻找有 效的探测周 跳方法 ， 分析 了三
种 单频周跳 的探测方法 ， 利用 Ｉ Ｇ Ｓ站提供的观测文件 ， 人为加入不同周数 的周 跳 ， 通 过 自编软件 ， 利用不 同周跳探测方法对其进行周跳探测 ， 并对结果进行 比较与分 析 ， 实 验结果 表明 ， 多项式 法与其他 两种方 法相 比探测能力更强 ， 可以综合利用三种方法进行周跳探测 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ ｌ ｉ ｐ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｍａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ｕ ｌ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ — ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉｎ ｆ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ ｌ ｉ ｐ，ｔ ｈｒ ｅ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ — ｆ ｅｑ ｒ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ ｌ ｉ ｐ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｄｓ ｏ ａ ｅ ｒ
第１ １ 卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 ２月 Leabharlann 水 利与 建筑 工程 学报
GPS相位观测值中周跳的探测与修复
ＧＰＳ相位观测值中周跳的探测与修复作者：石小丽陈小平钟尔杰来源：《现代电子技术》2008年第05期摘要：对于初始化载波相位整周模糊度的GPS定位而言，如果在整周模糊度初始化过程中发生载波相位周跳，将严重影响整周模糊度的确定。
针对GPS载波相位定位中出现的周跳问题，提出了一种新的周跳的检测方法，首先用多项式模型的卡尔曼滤波对载波相位测量值进行预处理，然后再用奇偶矢量法探测和修复周跳。
通过某OEM板输出的数据计算结果仿真，验证了新方法可以有效地探测出一周周跳。
关键词：GPS；周跳探测；载波相位；卡尔曼滤波；奇偶矢量法中图分类号：P228-4 文献标识码：B文章编号：1004373X(2008)0501603Cycle Slips Detection and Recovery for GPS Carrier Phase(1.Research Institute of Electronic Science and Technology,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu,610054,China;2.Applied Mathematics College,University of Electronic Science and Technology ofChina,Chengdu,610054,China)Abstract：In GPS positioning,the cycle slip occurred in the period of integer ambiguity initializating must be carefully removed.This paper discusses cycle slip problem and its solving method.New methods for enhancing detection capability are presented.Firstly,using Kalman filter in the model of the polynomial to pretreat the carrier phase,and then a parity vector test method is used to detect cycle slips.A test is carried out and implies that the new method can detect and repair small cycle slip.Keywords：GPS;cycle slips;carrier phase;Kalman filter;parity vector1 引言在利用GPS载波相位进行定位时，要达到高精度，必须保证观测数据中无载波相位周跳，因此正确检测与修复周跳是GPS数据处理中的一个关键问题[1]。
GPS周跳探测方法研究
GPS周跳探测方法研究发表时间：2016-05-31T15:01:14.080Z 来源：《基层建设》2016年3期作者：程芳菲李世超邹艳朱亚磊林士林[导读] 河南辉腾测绘服务有限公司 GPS周跳探测与修复的方法主要有多项式拟合法、电离层残差法、Melbourne-Wübbena组合法、三差法。
程芳菲李世超邹艳朱亚磊林士林河南辉腾测绘服务有限公司河南省郑州市 450000 摘要：周跳（cycle clips）是在全球定位系统技术的载波相位测量中，由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。
正确地探测并恢复周跳，是全球定位系统载波相位测量中非常重要且必须解决的问题之一。
本文主要讨论的是Blewitt组合探测方法探测周跳，通过程序对数据处理，验证Blewitt组合探测方法可以探测小周跳和等距周跳。
关键词：GPS；周跳；Blewitt组合探测方法GPS周跳探测与修复的方法主要有多项式拟合法、电离层残差法、Melbourne-Wübbena组合法、三差法。
几种方法有各自的特点，有各自的适用范围。
为了便于计算机计算，常采用多项式拟合的方法。
根据若干个相位观测值拟合一个n阶多项式，据此多项式来预估下一个观测值并与实测值比较，从而发现周跳并修复。
这是多项式拟合法，便于计算，由于四次差或五次差一般呈偶然误差特性，无法用函数拟合，，所以多项式取四阶或五阶即可。
1 高次差法探测随着卫星和接收机的不段运动，接收机和卫星间的距离不断改变，观测的载波相位观测值也不断变化，但观测值之间没有发生周跳的时候，数据是连续的平滑的函数，如果发生周跳，这种平滑将被打断，严重破坏这种规律，高次差法就是根据这来探测与修复周跳。
高次差法的基本思想是在历元间多次求差其基本算法是对载波相位观测值的时间序列，其中某一历元发生周跳，对其进行一次、二次、三次和四次差，通过历元间的多次求差，观测数据的周跳被放大。
高次差法实际与多项式拟合法是等价的。
GPS周跳探测两种方法的研究
（ ３ ）
作 为未 知数 ， 对 基 于 三差 解 探 测 与 修 复 周 跳 的 方 法 进行 了研究 ¨ ； Ｂ ｌ ｅ ｗ ｉ ｎ提 出了利 用 双 频 Ｐ码 组 合 观 测值 探 测 以及 修 复 周 跳 进 行 了研 究 等 。这 些 方 法 的提 出丰 富 了周 跳 探 测 以及 修 复 的理 论 ， 提 高 了 探测 的效 率 及 可 靠 性 。但 是 这 些 方 法 对 于 快 速 探测 出周跳 存 在 不 足 ， 因 此 本 文 从 如 何 快 速 高 效 的 探测 出周跳 人手 ， 利 用相 位减 伪 距 法 、 电离 层残 差 法 来进 行 周跳 探测 的研 究 。
题进 行 了研 究 ； Ｂ ａ ｓ ｔ ｏ ｒ ｓ 采用 Ｋ ａ ｌ ｍａ ｎ滤波 方 法进 行 了研 究 ； 袁洪、 万卫 星等 采用 数 据探 测 方 法把 周 跳
路 径 误差 ； 是 相 位测 量误差 。
由于伪 距 测 量值 不存 在 整 周模 糊 度 的 问 题 ， 故 可 以认 为伪 距测 量不 存 在周 跳 。根 据伪 距 和 载波 相 位 的观测 方 程 ， 在 公 式 之 间求 差 可 以消 除 接 收 机 和 卫 星钟差 的影 响 ｎ 。
糊度 还 要 重要 。如 果 不 能 准 确 的确 定 整 周 模 糊 度 ，
还可 以得到 实 数 解 或 三 差 解 ， 只 不 过 是 它 的 精 度 比
差， 即站星 之 间传播 路 径 上 相 位 的 变化 差 ¨ 。相 位
观测 的方程 为 ：
固定 解 的低 。假 如 不 能 准 确 的发 现 周 跳 ， 那 么 观 测 值 中就 存在 偏差 ， 这 样就 会得 到错 误 的解 ¨。 。
GPS载波相位观测值中周跳探测与修复的研究
式， 以相位 与伪距差法和 电离层残差法相结合来探测与修 复周跳 。通过 对同一组无 周跳的数据采取 人为加入周跳 ，
比较 两 种 周 跳 探 测 与 修 复 方 法 的 优 缺 点 ， 以相 位 与 伪 距 之 差 组 合 为 辅 助 ， 查 大 周 跳 ， 电 离 层 残 差 组 合 方 法 再 对 检 用
ｎａ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｙ ｌ ｌ ｓｄ ｔ ｃ ｉ ｎ ｉ ｃ ｒ ｉ ｄ ｆ ｒｔ ｅ ｃ ｃｅ ｓ ｉ ｓｒ ｉｅ ｈ ｒｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｗ ｔ ｏ ｆｃ ｃ ｅ ｓｉ ｅ ｅ ｔ ａ ｒｅ ｏ ｈ ｙ ｌ ｌ ａ ｓ ｄ ｉ ｔ ｅ ｏ ｉ ｎ ａ ｉ ｆＧＰＳ ｐ ｏ ｓ ｐ ｎ ｏ ｃ ｒ ｉｒｐ ａ ｅ Ｃｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｈ ｓ ｅ ｕ ｅ ｆ ｌｅ ｄ ｓ ａ ｃ ｗ ｎ ｈ ｏ ｉｅ ａ ｅ ｅ ｎ ｎ ｅ ｈ ｄ ｏ ａ ｒｅ ｈ ｓ ． ｍｂ ｎ ｔｏ ｆｔ ｅ ｐ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ａ ｓ ｉｔ ｎ ｅ ｌ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｎ ｚ ｄ ｌ ｙ ｒ ｒ ｍ ａ ｔｍ ｔ ｏ ｆ ａ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ｓ ｄ ｔ ｅ ｅ ｔａ ｄ ｒ ｃ ｖ ｒｃ ｃ ｅ ｓｉ ｓ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｉ ｅ ｒｙ ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ ｌ ｄ ｌ ｏ ｎ ｄ ｆ ｅ — ｉ ｒ ｎ ｅｉ ｕ ｅ ｏ ｄ ｔ ｃ ｎ ｅ ｏ ｅ ｙ ｌ ｌ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｌ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｐ ｎ ｉ ａ ｉ ａ ｏ ｍｏ ｅ ｓ ｆｕ — ｉｆ ｒ ｅ ｃ ｄ ｐ ａ ｅ ｏ ｓ ｒ ａ ｉ ｎ ．Ｔｈ ｗｏ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｅ ｈ ｄ ｒ ｏ ａ ｅ ｙ ａ ｄ ｎ ｙ ｌ ｌ ｓｉ ｔ ａ ａ ｗｉ ｏ ｔ ｎ ｅ ｈ ｓ ｂ ｅ ｖ ｔｏ ｓ ｅ ｔ ｉ ｒ ｎ ｔ ｏ ｓａ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｂ ｄ ｉ ｇ ｃ ｃｅ ｓｉ ｎ ｏ ｄ ｔ ｔ ｕ ｆ ｍ ｐ ｈ ｃ ｃｅ ｓ ｉ ｓ ａ ｔｆ ｉ ｌ ａ ｄ ｂ ｇ ｃ ｃ ｅｓ ｉ ｓａ ｅ ｅ ａ ｎ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｉ ｅ ｅ ｃ ｅ ｗｅ ｎ ｐ ａ ｅａ ｄ ｆ ｌｅｄ ｓ ｙ ｌ ｌ ｒ ｉ ｃａ ｌ ｐ ｉ ｙ， ｎ ｉ ｙ ｌ ｌ ｒ ｘ ｍｉ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｓ ｎ ａ ｓ ｉ— ｐ ｆ ｔ ｎ ｅ Ｔｈ ｙ ｌ ｌ ｓ ｉ ａ ａ ｏ ｈ ｕ ｌｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｒ ｉｒ ｐ ａ ｅａ ｅ ｄ ｔ ｃ ｅ ｎ ｅ ｏ ｅ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｍ ｂ — ａ ｃ． ｅ ｃ ｃｅ ｓ ｉ ｎ ｄ ｔ ｆｔ ｅ ｄ ａ ｒ ｑ ｅ ｃ ａ ｒｅ ｈ ｓ ｒ ｅ ｅ ｔ ｄ ａ ｄ ｒ ｃ ｖ ｒ ｄ ｂ ｈ ｏ ｉ ｐ ｎ ｔｏ ａ ｔ ｏ ｆ ｉ ｎ ｚ ｄ Ｉ ｙ ｒ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ． Ｔｈ ｘ ｍ ｐ ｅ ｖ ｒｆ ｓ ｔ ａ ｈ ｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｄ ｔ ｃ ｎ ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ Ｉｍｅ ｈ ｄ ｏ ｉ ａ ｅ ｉｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｅ ｅ ａ ｌ ｅ ｉ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ａ ｅ ｅ ｔ ａ ｄ ｒ ｃ ｖ ｒ ｉ
GPS相位观测值中周跳的探测与修复
GPS相位观测值中周跳的探测与修复
石小丽;陈小平;钟尔杰
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2008(31)5
【摘要】对于初始化载波相位整周模糊度的GPS定位而言,如果在整周模糊度初始化过程中发生载波相位周跳,将严重影响整周模糊度的确定.针对GPS载波相位定位中出现的周跳问题,提出了一种新的周跳的检测方法,首先用多项式模型的卡尔曼滤波对载波相位测量值进行预处理,然后再用奇偶矢量法探测和修复周跳.通过某OEM板输出的数据计算结果仿真,验证了新方法可以有效地探测出一周周跳.
【总页数】3页(P16-18)
【作者】石小丽;陈小平;钟尔杰
【作者单位】电子科技大学,电子科学技术研究院,四川,成都,610054;电子科技大学,应用数学学院,四川,成都,610054;电子科技大学,电子科学技术研究院,四川,成都,610054;电子科技大学,应用数学学院,四川,成都,610054
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.单频GPS相位观测值周跳探测方法 [J], 刘博;曹健
2.GPS载波相位观测值中周跳探测与修复的研究 [J], 李为乔;程鹏飞;蔡艳辉;徐寿志
3.基于GPS相位观测值差分的小波变换在周跳探测中的应用 [J], 王波;张书毕;李益斌;卞和方
4.不同采样率下GPS非差相位观测值的周跳探测修复及效果比较 [J], 喻家碧;孙伟;伍岳
5.电离层残差法与相位减伪距法联合探测与修复BDS观测值中的周跳 [J], 王思凡;李建章;隋哲民
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GPS相位观测值中周跳的探测
乙 例题 1 求
1 dx。
姨x2- 1
解 令 x=secy，则 dx=secytanydy。于是，
乙 乙 1 dx=
1
secytanydy
姨x2- 1
姨sec2y- 1
乙 乙 =
1 tany
secytanydy=±
secydy
乙 =± secydy=±ln secy+tany +C
=ln secy+tany +C==± secy+ tany +C
ti
y0
y1
y2
y3
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Hale Waihona Puke 00t20
ε
0
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- 3ε
ε
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t5
ε
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ε
0
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ε ε
0
0
0
-ε
此种方法是根据有周跳现象的发生将会破坏载波相位测量的观测 值 Int(φ)+Δφ 随时间而有规律变化的特殊性来探测的。GPS 卫星的径向 速度最大可达 0.9km/s，因而整周计数每秒种可变化数千周。因此，如果 每 15 秒输出一个观测值的话，相邻观测值间的差值可达数万周，那么 对于几十周的跳变就不易发现。但如果在相邻的两个观测值间依次求 差而求得观测值的一次差的话，这些一次差的变化就要小得多。在一次
300.9639
12715.1372
202.8916
t5 524576.5710
507.1405
- 300.2721
GPS测量中的周跳问题与解决方法
GPS测量中的周跳问题与解决方法导语：全球定位系统（GPS）已经成为现代测量技术中不可或缺的工具。
然而，在GPS测量过程中，周跳问题一直是一个困扰测量者的难题。
本文将介绍周跳问题的原因和解决方法，以帮助读者更好地理解和应对这一问题。
一、周跳问题的原因1.1 GPS信号传播过程中的干扰GPS信号在传播过程中会受到许多因素的干扰，如电离层、大气层、多径效应等。
这些干扰会导致接收机无法正确接收到连续的卫星信号，从而产生周跳。
1.2 接收机硬件问题接收机硬件问题也是周跳问题的一个重要原因。
接收机的时钟漂移、指纹开关等问题可能导致信号接收中断，进而引发周跳。
二、周跳问题的影响2.1 测量误差的增大周跳问题会导致测量误差的增大，进而影响测量结果的准确性和可靠性。
特别是在高精度测量场合，周跳问题十分严重。
2.2 数据处理的困难周跳问题会使得GPS观测数据不连续，给数据处理带来困难。
在进行数据处理和后续分析过程中，需要对周跳进行修复，否则将影响测量结果的解算和分析。
三、周跳问题的解决方法3.1 使用周跳检测方法周跳可以通过一系列周跳检测方法进行识别和修复。
目前最常用的方法是基于信号载波相位和伪距的差分技术，通过比较不同历元的观测数据，识别出可能存在周跳的测站和卫星，进而进行修复。
3.2 增强接收机硬件性能改进接收机硬件性能可以有效降低周跳问题的发生率。
例如，改进接收机的时钟漂移、增加信号过滤器等，可以减少周跳问题的发生。
3.3 外部辅助导航信息利用外部辅助导航信息，比如地面控制测站观测数据、星历数据等，可以提高GPS测量的准确性和可靠性，从而减少周跳问题的发生。
四、结语周跳问题一直是GPS测量中的一个难题。
通过了解周跳问题的原因和解决方法，我们可以更好地应对这一问题，提高GPS测量数据的准确性和可靠性。
在实际应用中，我们应根据具体情况选择适合的解决方法，以确保测量结果的精度和可靠性。
本文以周跳问题为主题，通过介绍周跳问题的原因和影响，并结合解决方法，生动地阐述了GPS测量中的周跳问题及其解决方法。
GPS周跳探测的两种方法研究
６
４
２
０
２
４ Biblioteka ６ 实例 分析 ： １ 双频 相 位 实 际观 测 如 图 ｌ所示 ， 图 １中可 以看 ） 从 出 ，（） ０ ０ ， ｔ ＜ ．７ 因此 可 以判 断在 上述 观 测 序 列 中 不存 在
周跳 。
～ —］■ 厂
ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ Ｉ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ Ｏ
上式 已把 卫星 测站 间 的距 离 项 （ ） 卫 星 、 收 机 ｔ和 接
的钟 差项 ＆“ ｔ ， ｔ 消 去 ， 剩 下 电 离 层 折 射 的差 （）＆ （） 只
分项 ：
，２ ，２
２在 ５ ） ０历元 Ｌ 加入 一 １ ５周跳 （ 图２所示 ） 在图 ２中 如 ， 第 ５ 元处 明显 （ ） 于０ ０ 这说 明 Ｌ （ ０ 处发 生周 ０历 ５大 ．７， １５ ）
对 于双频 相位 观测 值可得 ：
Ｍ＝△ ：．ｌ △ ． 一 Ａ Ｌ Ａ ２：０
１ 利 用 双 频 观 测值 来进 行 检 测
假设 由测站 观测卫星 Ｇ ， 相位观测值为 ， 测相
伪距 观测 方程 通常 可写为 ：
令：
＝ △ 一
由于 Ｒ＝
Ｒ为站星距离 ， 所以双频伪距观测值可得：
周跳 （ 如图 ４所 示 ） 在 图 ４中第 ５ ６ ， ０，０历元 处 明显口 ５ ）、 （０
如 果 观 测 历 元 间不 存 在 周 跳 ， 相 邻 历 元 间 的 检测 对 量求 差 ， 可得 ：
△ （ ）： ｇ ｔ ）一 （） ｔ ｒ ＋１ ｔ （
当电离 层 比较 稳 定 、 样 间隔 较短 时 ， 采 电离层 随 时 间 的变 化缓 慢 ， （） 的变化应 当很 平 稳 。若 △ （ ） △ ｔ值 ｔ 出
一种新的GPS载波相位周跳探测与修复方法
一种新的GPS载波相位周跳探测与修复方法滕云龙;师奕兵;郭承军【摘要】分析了周跳产生的原因及特性,将其视为GPS载波相位测量数据的故障现象、将周跳探测等效为载波相位故障特征提取问题,并在此基础上提出了一种新的周跳探测与修复方法.首先对载波相位测量数据进行4次差分处理;然后对差分序列进行希尔伯特-黄变换,通过变换后高频分量模极大值点的位置探测周跳;最后应用径向基函数神经网络对载波相位测量数据进行预测,通过对比预测值与实际测量值修复周跳.实际数据验证了方法的有效性与可行性.%Based on the characteristics of cycle-slip, it is regarded as the fault of CPS carrier phase observations, and then how to detect it is considered as the problem of fault feature extraction. According to these analyses, a new algorithm for detecting and correcting cycle-slip is presented. The fourth difference series of carrier phase observations are calculated.Then, the Huang-Hilbert transfonn is carried out to the difference series, and the location of cycle-slip can be detected by ascertaining the point of modulus maximal value of the high frequency coefficients. Finally, the forecasted model of carrier phase observations on the basis of RBF neural network is established. The number of cycle-slip can be determined by comparing the difference between the forecasted and actual values. Experimental results are presented to demonstrate the feasibility and validity of the method.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2011(032)003【总页数】6页(P279-284)【关键词】计量学;载波相位;周跳;希尔伯特-黄变换;径向基函数神经网络【作者】滕云龙;师奕兵;郭承军【作者单位】电子科技大学自动化工程学院,四川成都610054;电子科技大学电子科学技术研究院,四川成都610054;电子科技大学自动化工程学院,四川成都610054;电子科技大学电子科学技术研究院,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TB9391 引言周跳是GPS载波相位定位中特有的问题，也是限制GPS定位精度的一个关键因素[1]。
GPS载波相位观测值中周跳探测的研究
中图分类号 ：Ｕ１６ Ｔ ９
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ４— １５ ２０ ）７— ０５— ２ １０ ６ ３ （０ ８ ０ ０ ４ ０
Ｔｈ ｓ ａｒ ｈ ｎ ｃ ｅ—ｓｉ ｔ ｃ ｉ ｆＧＰＳ Ｃａｒ ｉｒ Ｐｈａ ｅ Ｏｂｓ ｒ ａ ｅ ｅ Ｒｅ ｅ ｃ ｏ Ｃｙ ｌ — ｌｐ Ｄｅ ｅ ｔｏｎ ｏ ｒｅ ｓ ｅ ｖ ｂｌ
来 源 可 分 为 以下 几 个 方 面 ： 一 是 卫 星 信 号 的暂 时 中 断 。这 主 其
２ 基 于小 波 的周跳 探 测
小 波变 换可利用其不 同的功 能来实 现 Ｇ Ｓ相位 观测值粗 Ｐ 差和周跳 的探 测 ， Ｐ Ｇ Ｓ相位观测值可 以作为 时间序列 来进行分
要是 由于树木 ， 建筑 物等 障碍 物 的阻挡产 生 的， 是周 跳最 常见 的来源。其二是卫星信号 的信 噪比过低 ， 主要是 电离层 条件 这
差、 多路径效应 、 接收机 的强震荡 和卫 星高度角过低而 引起 的。 其三号处 理 。
析 ， 为时间函数 ， 作 它所 表现 出来 的是一 条光 滑度很好 的 曲
线， 一旦 出现周跳 ， 这种光滑性就被破坏 ， 从发生周跳 的历元开 始 ， 继相 位 观测 值 序列 发 生等 量 阶跃 ， 后 利用 小波 变 换进 行
Ｗ ｕ Ｚｅｎ ｍｉ ｇ ｇ ｎ
（ ｕｈｕＰａ ｎ ｇ＆ Ｄ ｓ ｎＲ ｓａｃ ｎｔｕｅ ３０ ０ ） Ｆ ｚｏ ｌｎ ｉ ｎ ｅｉ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ５ ０ １ ｇ ｉ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ ＤｕｉｇｔｅＧＰ ａａｐ ｏ ｅｓｎ ｓ ｒ ｃ ： ｒｎ ｈ Ｓｄ ｔ ｒｃ ｓｉｇ，ｈ ｗ ｔ ｅｅｔａ ｄ ｒｐ ｉ ｔｅｃ ｃｅ—ｓｉ ｎｔｅｃｒｉｒｐ ａｅｏ ｓｒａ ｌ ｓａ ｏｔｎ ｒｂ ｏ ｏｄ ｔｃ ｎ ｅ ａｒ ｈ ｙ ｌ ｌ ｉ ｈ ａｒｅ ｈ ｓ ｂ ｅｖ ｂｅｉ ｎｉ ｒ ｔｐｏ ・ ｐ ｍｐ ａ
GPS载波相位观测值中周跳探测的研究
及其应用 . 测绘出版社 , 19951 [ 2 ]刘大杰 、 施一民 、 过静君 . 全球定位系统 ( GPS) 的原理 与数据处理 . 同济大学出版社 , 19971 [ 3 ]徐佩霞 . 小波分析与应用实例 [M ]. 中国科学技术大 学出版社 1996. 1 [ 4 ]秦前清 、 杨宗凯 1 实用小波分析 [M ] 1 西安电子科技 大学出版社 , 19951 [ 5 ]程正兴 1小波分析算法与应用 [M ] 1 西安交通大学出 版社 , 19971 [ 6 ]杨福生 1小波变换的工程分析与应用 [M ] 1 科学出版 社 , 19991 [ 7 ]胡昌华 、 张军波等 1 基于 MATLAB 的系统分析与设 计— — — 小波分析 [M ] 1 西安电子科技出版社 , 2000.
ε ε ε -3 ε - 2 ε 3 ε
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参考文献
[ 1 ]刘基余 、 李征航 、 王跃虎 、 桑吉章 . 全球定位系统原理
从上表可以看出 ,各阶差值前后数据关系上的变化具有明 显的规律 ,也就是在高次差中周跳 ε可以放大 , 如在四次差中 周跳放大了 3 倍 。所以这种“ 误差放大 ” 的现象对我们发现周 跳是非常有利的 ,这种方法的理论基础是各阶差值是通过减法 滤波而得到的 ,类似于一个高通滤波器 , 即阻尼低频又消除其 常数部分 ,以周跳形式存在的高频部分被放大 。由于受到各种 观测噪声的影响 ,可能造成 GPS载波相位 2 周左右的误差 , 采 用这种方法只能发现较大的周跳 ,对于较小的周跳需要用其他 方法来进行探测 。
作者简介 : 吴增铭 , 1973 年 4 月出生 , 男 , 测绘 , 大学本科 , 工程师 ,主要从事测绘工作 。 收稿日期 : 2008 - 05 - 09
GPS的周跳探测方法研究
５３
Ｎ ２ ［ ６ ＝ 但当 △Ｎ 仁 ＡＮ ２ ， 即两个相位观测值上的周跳相 同时 ，
一
◎３ １万 一 ６ Ｏ万
中 国 科 技 信 息２ ０ １ ７ 年 第１ ２ 期Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ ］ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｉ — Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｊ ｔ Ｉ 『 １ ＿ ２ ０ １ ７
若 — ｃ ， ． ， 『 且 与 ｃ ｂ 符合得好 ， 但 ． 与 之 间 差值大 ，则 可以认为第 ＋ Ｉ 历元处 出现了粗差 。
通过这种 方法 ，可以将整个 时段 以周跳为分界线划 分为
若干小段 ， 相邻两段的整周模糊度的均值差为这两段的周跳数 。
Ｍ — Ｗ 方 法实例
测 小 周 跳 的 目 的 。递 推 பைடு நூலகம் 路如 下 ：
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式中， ＝Ｎ ， ｃ ｂ 表示前 ｉ 个历元的平均值 ， 为前 ｉ 个历元的均方根误差 ，＾ ， 表示第 ｉ 个历元的双频模糊度互差 。 检测 － ． － 历元 的观 测值 ，当 — ｃ ， ｌ ｃ ４ Ｇ ， ，则 第 历 元的载 波 相位中无周跳 ；同理检测 一 、一 …・ 一 个历元的观测值 。
GPS周跳探测与修复方法的研究
GPS周跳探测与修复方法的研究
邵丞;任浩文
【期刊名称】《城市地理》
【年(卷),期】2017(000)008
【摘要】在利用GPS载波相位观测定位时,需要获得准确完整的载波相位观测值,而周跳的出现带来了极大的影响[1].为提高GPS导航定位的精度,周跳的探测与修复是GPS高精度定位中必须要解决的重大难题,因此正确的探测与修复周跳是GPS 数据处理中的一个关键[2].本文主要研究GPS周跳探测与修复的基本原理和计算公式,以多项式拟合法并结合MATLAB软件对GPS的观测数据进行周跳探测和修复的算法处理,分析并对比GPS观测数据在不同阶次拟合下的拟合后数据和拟合误差.结果表明多项式拟合方法对数据不同的阶次拟合后3~4阶是最为合适.因此在实际应用中,运用多项式拟合方法对观测数据进行拟合,阶次一般取3~4阶即可.
【总页数】1页(P195)
【作者】邵丞;任浩文
【作者单位】成都理工大学地球科学学院,四川成都 610059;成都理工大学地球科学学院,四川成都 610059
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种改进的星载GPS周跳探测与修复方法 [J], 陈逸伦;郝金明;于合理;田英国;邓科
2.一种改进的GPS周跳探测与修复方法 [J], 孙海文;欧阳中辉;王彦
3.一种有效的GPS周跳探测与修复方法研究 [J], 程建华;董建明;丁继成
4.GPS载波相位周跳探测与修复方法研究 [J], 滕云龙;师奕兵
5.BDS/GPS双频三差组合周跳探测与修复方法研究 [J], 王涛; 蔡东健; 周旺辉; 梅雪琴
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GPS载波相位定位算法研究与仿真的开题报告
GPS载波相位定位算法研究与仿真的开题报告一、研究背景GPS（Global Positioning System）是全球卫星导航系统，通过接收多个卫星发射的信号来计算接收器的位置。
GPS定位系统使用的是载波相位定位（Carrier-phase positioning）算法，该算法的精度较高，可以达到亚米级别，因此在航空、海洋、军事等领域得到广泛应用。
因此，对GPS载波相位定位算法的研究具有重要意义。
二、研究内容本研究将围绕GPS载波相位定位算法展开，主要研究内容包括：1. GPS载波相位定位算法原理及相关技术，深入分析其优劣势及适用范围。
2. 基于MATLAB或Python的GPS载波相位定位仿真实验，对算法进行验证和优化。
3. GPS载波相位定位在多路径干扰、信号失真等场景下的应用研究。
三、研究意义本研究的意义在于：1. 深入了解GPS载波相位定位算法的工作原理及其与其他定位算法的比较，为进一步创新提供理论支持。
2. 通过仿真实验对GPS载波相位定位算法进行验证，检验其适用性及稳定性，为实际应用提供优化建议。
3. 分析GPS载波相位定位算法在不同环境下的应用特点，提高其在实际工程中的可靠性及实用性。
四、研究方法本研究采用文献综述、数学模型推导、MATLAB或Python仿真实验等方法，具体可行性较高。
具体研究流程包括：1. 查阅相关文献，了解GPS载波相位定位算法的基本知识及其发展历程，分析其理论与实践应用中面临的问题。
2. 推导GPS载波相位定位算法的数学模型，利用计算机仿真工具进行仿真实验，验证算法的准确度和实用性。
3. 基于仿真结果，分析GPS载波相位定位算法的适用场景及其优化建议。
五、研究计划本研究计划完成以下工作：1. 研究GPS载波相位定位算法的理论基础，文献综述，时间为两周。
2. 推导GPS载波相位定位算法的数学模型，编写仿真程序，时间为三周。
3. 基于仿真结果，分析GPS载波相位定位的优缺点及应用场景，时间为两周。
周跳的探测与修复
周跳的探测与修复*黄德武,熊永良(西南交通大学,四川成都610031)摘要:周跳的探测是G P S高精度实时定位的热点问题。
结合载波相位和精密伪距,利用无几何距离相位观测方程和宽巷模型来探测周跳。
通过算例分析,验证了这种方法的有效性。
关键词:周跳无几何距离宽巷实时定位中图分类号:P207+.1文献标识码:A文章编号:1008-9268(2005)04-0032-041前言G P S相位整周模糊度的解算和周跳的探测与修复是实时定位的关键问题。
接收机捕获卫星信号之后只要跟踪不中断(失锁),接收机便会给出在跟踪期间载波相位整周数的变化。
但在实际工作中,由于环境等多方面的影响,信号有时候很容易被遮挡,这时便引起了跟踪的中断,导致失锁的发生。
尽管接收机在恢复跟踪之后所测的载波相位的小数部分不受失锁的影响,但整周计数由于失去在失锁期间的整周相位观测值,致使重新跟踪后的观测值均含有相同的整周误差,这个误差就是周跳。
目前,周跳的探测方法很多,主要有利用载波相位的多次求差来探测周跳、电离层残差方法、滤波方法等[1,2,3,4]。
但在应用中由于多次求差法只能探测大周跳,电离层残差法没有解决周跳解的多值性问题,滤波方法对静态较好但对动态不够理想等问题,这些都没有得到完全的应用。
本文构建无几何距离相位观测方程和宽巷模型,通过解算方程的方法来探测周跳,方法简单,解算方便。
2无几何距离的相位观测方程和宽巷数学模型2.1无几何距离相位观测模型假设有测站T观测到卫星S j时的载波相位观测值为/j,则测相伪距观测方程可写为: /j(t)λ=ρj(t)+c[δt(t)-δj(t)]-λN j(t0)-Δj I(t)/f2+Δj T(t)(1)其中ρj(t)为接收机于历元t到观测卫星的几何距离,δt(t)、δj(t)分别为接收机和卫星上的钟差,N j(t)为整周模糊度,ΔjI(t)、ΔjT(t)为观测历元t时的电离层、对流层的影响。
基于小波技术的GPS相位观测值周跳探测
基于小波技术的GPS相位观测值周跳探测
石杏喜;苏学潭;生仁军
【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(029)001
【摘要】该文根据小波变换对信号奇异性检测的原理对GPS相位观测值进行周跳的探测,将GPS相位观测值发生周跳处视作信号的奇异点,其小波变换后的系数具有模量极大值,通过对模量极大值点的检测确定周跳的位置,实验数据证明基于小波变换的周跳探测自动化程度较高,定位准确,由于形成双差过程中消除了一些相关误差的影响,其双差观测值的探测比单差观测值效果明显,而且周跳越大效果越好.
【总页数】5页(P105-108,122)
【作者】石杏喜;苏学潭;生仁军
【作者单位】南京理工大学,理学院,江苏,南京,210094;江苏煤田地质物探测量队,江苏,南京210046;东南大学,交通学院,江苏,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】P22
【相关文献】
1.单频GPS相位观测值周跳探测方法 [J], 刘博;曹健
2.单频GPS相位观测值周跳探测方法研究 [J], 孙冲;兰孝奇;丁文圣
3.基于GPS相位观测值差分的小波变换在周跳探测中的应用 [J], 王波;张书毕;李益斌;卞和方
4.基于多小波的GPS相位观测值周跳探测 [J], 陈昇;施昆
5.基于一类新小波函数基的GPS相位观测值周跳探测 [J], 郑作亚;卢秀山;韩晓冬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
检测GPS载波相位中周跳的R+1法
检测GPS载波相位中周跳的R+1法
王爱生;欧吉坤
【期刊名称】《数据采集与处理》
【年(卷),期】2006(021)002
【摘要】提出一种检测全球定位系统(GPS)载波相位信号中周跳的新方法,该方法是在同步观测序列中选出R个连续历元的观测作为正常观测,也叫拟准观测,使用拟准检定法检测相邻历元的观测值中的周跳.如果发现周跳,随即对该周跳进行修复,然后移动一个历元继续探测和修复.还提出了两种初始化的方案:多项式拟合法和最小二乘平差法.模拟试验表明R+1法可以用来检测和修复发生在一个观测序列中单个的或连续的周跳,也可以检测和修复同时发生在多个观测序列中的周跳,还可以检测发生在基准星上的周跳,对于双差载波相位,可以检测到小至1周的周跳.
【总页数】6页(P203-208)
【作者】王爱生;欧吉坤
【作者单位】中国科学院测量与地球物理研究所,武汉,430077;徐州师范大学国土信息与测绘工程系,徐州,221116;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院测量与地球物理研究所,武汉,430077
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.GPS载波相位的周跳检测与修复分析 [J], 袁润平;王党卫;翟建勇;来毅
2.基于小波变换的GPS载波相位周跳检测与修复 [J], 赵军祥
3.基于三差解检测与修复GPS载波相位周跳新方法 [J], 袁洪;万卫星;宁百齐;李静年
4.GPS载波相位周跳检测和修复方法 [J], 范胜林;黄蓓蓓;袁信
5.GPS载波相位的周跳检测方法 [J], 廖向前;黄顺吉
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东南大学
硕士学位论文
GPS载波相位定位中周跳探测方法的研究
姓名：生仁军
申请学位级别：硕士
专业：交通运输规划与管理
指导教师：高成发
20060409
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３０８３０９
３０８３６９
３０８４２９
周积秒
图３．２５［ＡａＬｌ—４］回代Ｄ３时间序列图
由以上图可以看出，用△矿１＝－４回代Ｄ１后，由于人为加入了９周的周跳而使在２３００１０历元处
Ｄ
１波形剧烈变化，并且达到阈值，说明△口Ｌ１＝－４不是正确解。
而用△一１＿５回代Ｄ１后，２３００１０历
元处Ｄ１波形平稳，从而从实践证明△一１＝５，△矿２：４是正确解，与实际相吻合。
另外，从上述分析可以看出，无论是静态还是动态情况下，二级组合法均能探测和修复周跳，并可以实现不同频率周跳的唯一分离。
笔者采用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０语言对二级组合法编制了演示程序，程序界面如图３．２６所示。
图３．２６二级组合法演示程序界面
３．５．３二级组合法适用范围
二级组合法在探测过程中不需要测站信息，也不需要卫星轨道信息，基线长度对其也没有影响，它只依赖于单个接收机的双频相位和伪距观测数据，因此该方法只适合于双频接收机。
二级组合法能探测出１周以上的周跳，并且能唯一分离出不同频率上的周跳，为整周模糊度的求解打下坚实的基础。
另外，当相邻历元间隔不大时（小于３０秒），接收机的采样率对其影响不是很
大，该方法适用于静态和动态定位。
二级组合法的实质是相位减伪距法和电离层残差法的合理组合，充分利用两种方法各自的长处，互相补充，将电离层残差法的分辨能力从４周提高到８周。
有效地解决了周跳解的多值性问题，它不
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