GPS整周模糊度的求解方法分析

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浅谈GPS测量中整周未知数的解算方法

浅谈GPS测量中整周未知数的解算方法
1 . 1伪 距 法
伪距法 是G P S 接收机在进行载波相位测量 的同时又进 行了伪 距测量 , 将伪距观测值与载波相位测量的实际观测值相互对 比后 , 即可得 到载波的未知部分 ・ N , 从而求出N , 但由于伪距测量的精 度相对较低 , 所 以要观测较多的 入・ N 取平均值后才能求 出较为 准 确的整波段数 。 1 . 2经典待 定 系数 法 把整周未知数做为平差计算 中的待定系数来加 以估计和确定 , 般有 两种方法 。 ( 1 ) 整数解 ; 整 周 未 知 数 理 论 上 应 该 是 一个 整数 , 利 用 这 一 特 性 能提 高解 的精度 。 短基线定位时一般采用这种方法 。 首先根据卫 星 位置和修复了周跳后的相位观测值进行平差计算 , 求得基线向量 和 整周未 知数 。 由于各种误差 的影响 , 解得 的整周未知数往往不是一 个整数 , 称为实数解 。 然后将其 固定为整数 , 通常采用 四舍五入法 , 并重新进行平差计算 。 在计算 中整周未知数采用整周值 并视为 已知 数, 以求得基线向量的最后值 。 ( 2 ) 实数解 ; 当基线较长时 , 误差的相 关性将 降低 , 许多误差 消除的不够 完善 。 所 以无论是基 线向量还是 整周未知数 , 均无法估计得 很准确 。 在这种情况下再将整周未知数 固定为某一整数往往无 实际意义 , 所 以通常将实数解作为最后解 。 采用经典方法解算整周未知数时 , 为了能正确求得这 些参数 , 往往需要一个小 时甚至更 长的观测时间 , 从而影响 了作业效率 , 所 以只有在高精度定位领域 中才应用 。
确定整周模糊度的新方法21多历元最小二乘卡尔曼滤波法在gps动态定位中载波相位模糊度的解算多采用伪距信息和载波相位信息统一解算其中伪距可以是一个历元的伪距观测信息也可以是多个历元的伪距平滑信息但是由于动态定位中目标点空间坐标在变化之中载波相位信息目前常采用单个历元观测量而放弃前续历元的载波相位观测信息

短基线GPS控制网双差整周模糊度的直接解算方法

短基线GPS控制网双差整周模糊度的直接解算方法
摘 要 短基线 G S控制网双差整周模 糊的直接解算方法 ( C, i c C l lt n算法) 以避开“ P D Dr t a uao e c i 可 周跳的探测与修复 “ 和 整 周模 糊度的搜索 固定 ” 是一种 新的 整周模 糊度 解算 方法 。在 基线 坐标 满足一 定 条件 的情况下 , , 可以保 证解算 的
Drc C l l i i t a ua o e c t n方 法 ) 想 进 行 了推 广应 用 , ¨思 丰 富 了静 态 G S测量 中整 周模糊 度 的解算方 法 。 P
实际上 , 在基 线 解算 时 是 以基线 其 中一 个 端点 的坐标 固 定 , 基 线 另一 个 端 点 坐 标 作 为 未 知 参 将 数 。以 1号端点 为 固定 点 , 以得 到 : 可


度 之 间相 关 性 的 最 小 二 乘 非 相 关 平 差 法 ( A — L MB D [ 等 。这 些方 法 所需 时问 相 对较 短 , 一 般 都 A)8 3 但
需 要 先对观 测数据 进 行 周跳 的探 测 与修 复 , 后 利 然 用多个 历元 的观测 数 据 , 整周 模 糊 度作 为 未 知参 将 数与测 站点 的位置 坐 标 等参 数 一 起解 算 , 出整 周 求 模糊 度 的实 数解 , 通过 各 种方 法将 整 周模 糊 度 固 再 定 为整数 , 最后将 固 定 的整 周模 糊 度 作 为 已知 值 代
的基础上 , 针对 短 基线 G S控 制 网 , 出 G S控 制 P 提 P
的 △ 肿一 应该是整数, 但是由 于 △ 不准确导 p一 : 致 解算的 △肿一 不是整数而是浮点数, 即可以认为 △ 中 ^一的浮点解与整数解之间的偏差来源于 △ } p一

GPS整周模糊度解算的LAMBDA法及程序实现

GPS整周模糊度解算的LAMBDA法及程序实现

第3卷第3期2006年6月CHIN ESE J OU RNAL OF EN GIN EERIN G GEOP H YSICSVol 13,No 13J un 1,2006文章编号:1672—7940(2006)03—0225—05GPS 整周模糊度解算的L AMBDA 法及程序实现林 丹,郭 敏,江 华,蒋旭惠(中国地质大学工程学院,武汉 430074)作者简介:林丹(1982—),男,湖北武汉人,中国地质大学(武汉)在读研究生,主要研究方向:GPS ,GIS 技术的工程应用。

E 2mail :lind56001@摘 要:对目前GPS 模糊度解算方法中搜索效率和成功率较好的L AMBDA 的理论进行深入探讨的同时,结合实例对L AMBDA 的解算流程进行了研究。

利用C #编程语言实现了卫星位置、导航位置、基线向量的浮点解和固定解,以及整周模糊度等未知量的可视化输出,为GPS 其它研究工作提供了研究基础。

关键词:GPS ;整周模糊度解算;L AMBDA ;整数最小二乘中图分类号:P228文献标识码:A收稿日期:2006—03—23GPS LAMB DA METH OD AN D ITS PR OGRAM REALIZATIONL IN Dan ,GUO Min ,J IAN G Hua ,J IAN G Xu 2hui(Facult y of Engineering ,China Universit y of Geosciences ,W uhan 430074,China )Abstract :In view of t he shortage of detailed programmed realization of met hods of GPS ambi 2guity resolution ,t his paper talks about L AMBDA met hod for it s high efficiency and success ,and st udies t he resolution p rogram of LAMBDA met hod wit h an example.Then C #p ro 2gram language is used to realize t he floating point resolution and t he fixed resolution of t he following factors such as t he satellite position ,navigation position and t he baseline vector.In addition ,t he outp ut visualization of t he integer ambiguity resolution is achieved.K ey w ords :GPS ;integer ambiguity resolution ;LAMBDA ;integer least square1 引 言过去的二十多年中,国内外许多学者对整周模糊度解算的理论进行了研究,提出了许多解算整周模糊度的方法,如模糊度函数法、最小二乘法和最小二乘模糊度去相关法。

GPS(8):模糊度分解与计算

GPS(8):模糊度分解与计算

)
如果区间中只有一个整数,该整数即为所 求的模糊度。固定求出的模糊度重复计算,直 至解出所有的模糊度。
1.3、方差比检验法 、
设有r个双差模糊度参数,每个模糊度参数 可能取的整数有ni个,则置信区间中所有整数的 r 全组合为: N = ∏nj
j =1
将所有的整数解代入法方程,求出相应的单 位权方差。若次小与最小单位权方差在统计意义 上有显著差异,即: 2 2 σ sec σ min ≥ ξ F ( f , f ,1α ) 则最小单位权方差所对应的就是需要的整 数解向量。
ii x N ik
mx N = σ 0 q x N ik ik
x N kk
2.1、备选整数模糊度向量(续1) 、备选整数模糊度向量( )
如果是双频观测值,其线性组合: λ2 xLik = x N i x N k λ1 的误差很小,其置信区间为:
Pi xLik ξ t ( f ,1α 2 )mxL ≤ xLik ≤ xLik + ξ t ( f ,1α 2 )mxL = 1 α
2.2、备选整数解检验 、
通过上述检验,剔除大量的模糊度备选向 量。将通过检验的模糊度备选向量逐个代入法 方程进行解算,其中具有最小方差的解作为最 终的整数解向量,除非: 1、最小方差解得的坐标或基线向量与初始实数 解不相容; 2、最小方差解的单位权方差与初始解的单位权 方差不相容; 3、最小方差解的单位权方差与次最小方差解的 单位权方差的差异不显著。
二、模糊度的快速分解法
由Frei等人提出。采用快速分解法双频接收机 只需要5min左右的观测数据,单频接收机小于 30min的观测数据。 2.1、备选整数模糊度向量 、 未知参数向量为:
T xT = xC , xT N

37 baidu 差分GPS载波相位测量整周模糊度的快速求解

37 baidu 差分GPS载波相位测量整周模糊度的快速求解

胡国辉孟浩袁信摘要:对Cholesky分解整周模糊度的求解进行了改进,在求解整周模糊度的过程中,首先采用LAMBDA法对整周模糊度进行整数线性变换再作Cholesky分解,然后利用最优剪枝法(best cut)对整周模糊度进行搜索,实验结果表明该方法具有快速搜索整周模糊度的能力,可以满足采用GPS载波相位测量确定姿态以及GPS载波相位测量与INS组合的实时性。

关键词:导航整周模糊度载波相位Cholesky分解中图分类号:V241.5FAST CARRIER PHASE AMBIGUITY RESOLUTION FORDIFFERENCE GPSHu Guohui1, Meng Hao2, Yuan Xin11(Department of Automatic Control, Naijing University of Aeronautics & Astronautics,Nanjing,210016)2(Department of Automatic Control, Harbin EngineeringUniversity,Harbin,150001)Abstract The paper presents a new development method for Cholesky ambiguity search method. The method makes use of an ambiguity reparametrization, Cholesky decomposition and best cut. Experiment results show that the method can achieve fast search ability, and satisfy real time attitude determination and GPS/INS integration with GPS carrier phase measurement.Key words navigation, ambiguity, carrier phase, Cholesky factorization单纯采用Cholesky分解整周模糊度的求解[1]往往搜索次数较多,采用LAMBDA法[2]对整周模糊度进行整数线性变换再作Cholesky分解,使变换后的整周模糊度方差更小,有效的提高了搜索速度,实验结果表明该算法能快速确定整周模糊度,能满足采用载波相位的姿态确定以及与惯导组合着陆的实时性要求。

改进GPS整周模糊度单历元求解方法(原创测绘论文)

改进GPS整周模糊度单历元求解方法(原创测绘论文)

改进GPS整周模糊度单历元求解方法(原创测绘论文)改进GPS整周模糊度单历元求解法在阳山金矿控制测量中的验证叶培1,1,安立宝2,2,庄景禾2,1(1,武警黄金第十二支队,四川成都610036,2,中国黄金集团阳山金矿有限公司,甘肃文县,746400)[摘要]快速准确地确定整周模糊度是进行高精度GPS测量的关键问题。

本文作者根据阳山金矿控制测量的自身特点,对刘宁等人提出的新GPS整周模糊度单历元求解法进行改进,简化模糊度搜索空间,增加单频机采集数据的算法,通过线性组合逆变化求取模糊度,以模糊度函数法进行真值的搜索,实现单历元解算。

在阳山矿区GPS控制测量中随机选取两条基线进行解算,从而证明此法的可行性和可靠性。

[关键词]整周模糊度;单历元;GPS;阳山矿区;模糊度搜索空间[文章编号]TD178[文献标识码]B[第一作者]叶培(1978-),男,2011年毕业于成都理工大学,获工程硕士学位,工程师,长期从事工程测绘工作。

Email:****************1、引言快速准确地确定整周模糊度是进行高精度GPS测量的关键问题,目前较为常见的模糊度解算方法有最小二乘搜索法、快速模糊度搜索的滤波法和最小二乘模糊度降相关平差法等。

这些方法各有优点,但也有其局限性,主要表现在需先进行相位周跳的探测与修复,且当卫星信号被遮挡时,需要对整周模糊度重新求解。

刘宁等人提出了一种新的GPS整周模糊度单历元求解法[1],不需要较为准确的先验约束信息便能得到高精度测量值。

但是各个测区,有其自身特点,这种方法是不是在每个测区都能得到较为可靠的精度,是一个值得探讨的问题。

武警黄金第十二支队从2000年开始,在甘肃省文县阳山金矿带陆续进行了大面积的GPS控制测量,其中D级控制测量面积为198平方千米,E级控制测量面积为87平方千米,整个GPS控制测量时间经历了近13年的时间。

阳山金矿测区属于秦岭造山带,地形复杂,切割较大,植被茂密,部分地区还有池塘和湖水对卫星信号起一定反射作用,而且2005年以前采集数据的机器还为单频机,如何根据测区自身特点来对这个新算法进行一定改进以提高GPS精度,就显得很有必要。

GPS整周模糊度

GPS整周模糊度

GPS整周模糊度的计算与确定引言精密型GPS信号接收机一般都具有伪距和载波相位两种基本观测量。

相对于伪噪声码观测量而言,GPS载波相位观测量能提供非常精确的相对定位。

但由于GPS载波相位测量存在整周模糊数较难解算的问题,致使它在快速定位及导航中的应用受到了限制。

因此,快速而准确地求解GPS载波相位测量的整周模糊度就成了它在快速定位及导航中应用的关键问题。

整周模糊度求解的理论及其实用研究是近一、二十年的研究热点和难点。

许多学者提出了一些解算方法,其中双频P码伪距法、整周模糊度函数法、最小二乘搜索法和整周模糊度协方差法应用较广泛。

整周模糊度的确定是GPS载波相位测量中的关键问题,其原因如下:精确地、不足一周的相位与修复周跳后的正确整周记数只有在与正确的整周模糊度配合使用才有意义。

整周模糊度参数一旦出现问题,就将导致大量的卫地距出现系统性的粗差,从而严重影响定位的精度和可靠性,正确确定整周模糊度N是获得高精度定位结果的必要条件。

在大量对精确确定整周模糊度的计算研究中不断推出了新的计算算法。

几种整周模糊度的确定方法:(一)快速求解整周模糊度伪距双差方程经过线性化之后如下[2],(1)其中,ρ表示实际观测值与计算值之差,A表示系数阵,δx表示坐标增量,v表示模型误差和测量噪声,N(·)表示正态分布,QDΨ表示伪距测量的协方差阵。

由式(1),根据最小二乘原理可得(2)对于载波相位,其双差模型线性化之后可得[3](3)其中,l表示实际观测值与计算值之差,λ表示L1载波波长,N表示载波相位双差模糊度,w 表示模型误差和测量噪声,QDφ表示载波相位测量的协方差阵。

由式(2)、(3),可得整周模糊度的浮点解N^。

(4)由式(4)根据协因数传播定律,此时整周模糊度N^的协方差阵QN^为(5)其中表示坐标增量的协方差阵;表示后验方差系数;表示残差;n表示卫星数;u= rank(A)表示系数阵A的秩。

由式(4)和(5),应用LAMBDA方法可以估计出整周模糊度的整数解。

GPS整周模糊度的求解方法分析

GPS整周模糊度的求解方法分析

GPS整周模糊度的求解方法摘要:高精度GPS定位,必须采用相位观测量。

接收机纪录的只是相位差的小数部分,而初始的整周部分N 是初始观测历元卫星和观测站间距离相对于载波波长的整数,称为整周模糊度,是未知的。

在GPS定位中,得到模糊度初值后,如何选择合适的搜索准则和解算方法将直接影响定位的效率。

本文分析了几种常用的整周模糊度的求解算法的优缺点,并详细讲解了整周模糊度的求解的具有较大优势的新方法。

关键字:GPS,整周模糊度;伪距法;经典待定系数法;多普勒法;快速模糊度解算法,整周模糊度函数法,多历元,最小二乘引言:关于整周模糊度的重要性及意义高精度GPS 定位,必须采用相位观测量。

接收机纪录的只是相位差的小数部分,而初始的整周部分N是初始观测历元卫星和观测站间距离相对于载波波长的整数,称为整周模糊度,是未知的。

由载波相位测量定位原理可知,以载波观测量为根据的精密测量中,初始整周模糊度的确定是定位的一个关键问题。

准确与快速地解算整周模糊度对保障定位精度、缩短定位时间、提高GPS 定位效率都具有极其重要的意义。

因此,要将观测值转换为站星间距离,已取得高精度的定位结果,必须预先解得模糊度的大小。

很明显,当以载波相位观测量为依据,进行精密相对定位时,整周未知数的确定,是一个关键问题。

目前确定解算模糊度的方法有很多种,如经典待定系数法、快速模糊度分解法(FARA)、最小二乘搜索法、LAMBDA方法等,下面就几种模糊度解算方法进行阐述。

确定整周模糊度的传统方法:整周模糊度求解的理论及其实用研究是近一、二十年的研究热点和难点。

许多学者提出了一些解算方法,其中快速模糊度解算法、整周模糊度函数法、经典待定系数法、多普勒法(三差法)、伪距法为常用的方法。

1. 快速模糊度解算法(FARA)快速模糊度解算法FARA是一种基于统计检验的算法.首先用一组相位观测数据进行双差解,求解出实数的双差相位模糊度和位置参数.然后,根据解的统计信息,建立置信区间,对每一组落在该置信区间的模糊度组合进行检验,找出一组既能满足统计检验,又具有最小方差的模糊度组合作为正确的模糊度解'".FARA的采样时间很短,利用少量观测量进行初次平差计算所求得的基线和模糊度参数的精度并不高,与它们最接近的整数不一定就是正确的整周模糊度.但是大约有99%的可能性,正确的整数是落在置信区间内的.因此,将全部模糊度参数的候选值排列组合起来.正确的一组整数组合必然在其中,接着通过各种检验,将不正确的整数组合先行剔除,将可能正确的少数组合保留下来,将保留下来的整数组合作为已知值代人重新进行平差计算,计算的一组整数组合所产生的单位权方差应为最小,根据这一原理将正确的一组整周模糊度挑选出来. 2. 整周模糊度函数法模糊度函数法AFM是利用模糊度的整数特性来确定模糊度的一种方法。

一种新的GPS快速整周模糊度解算算法

一种新的GPS快速整周模糊度解算算法
Y n iu F uhn H agS uj a gTe n uY seg un hni j
( p f l t nc n ie r g U S C, h n d 1 0 4 De t e r i E gn ei , E T C e g u6 0 5 ) oE co n
Ab ta t I h sp p r A e a g r t m o a tc r i rp a e a s r c : n t i a e , n w l o h f rf s a re h s mb g iy r s l t n wa mp e n e Th r tse i i u t e o u i si l me td. e f s tp o i i t e d t r n to f a n ta p r x ma e s l to s n lm a le e l a o u i n s h e e mi ai n o n i ii la p o i t o u i n u i g Ka n f t r d fo t s l t .Th n n e e mb g iy wa i o e ,I t g r a i u t s
高动态定位和 G S实 时姿态测量 的工程应用 的参考 。 P
ห้องสมุดไป่ตู้
关键 词 :G S 卡尔曼滤波 P
整周模糊 度解算
z变换
残差 比检测
A w g i m or Ne Alor h f t GPS a t ri a e Ambgut s lt n F s Ca r Ph s er i i Re o u i y o
h tt l o h t a e a g rt m n r d c d i h sp p r c n i r v e e f i n y o e a i u t e c d b r tt e - me h i i to u e n t i a e a mp o e t f c e c ft mb g i s a h a e mo f o r a t h i h y r n e i l i n y a cc n i o o a d d n i o d t n c m p e t a i o a mb g iy r s l t n ag rt m. e r s a c r n t i p rs o l e m i r a d wi t d t n a h r i l iu t o ui o h e o l i Th e e h wo k i spa e h u d b r h

GPS变形监测中整周模糊度解算的新方法

GPS变形监测中整周模糊度解算的新方法

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摘!要"利用变形监测网 中 监 测 点 坐 标 已 知 的 特 点’提 出 了 一 种 新 的 解 算 整 周 模 糊 度 的 方 法!!!TJ$0,3’-+ -*<-6<*+,(/%算法#该方法不需要组成和解算法方程’更不 需 要 搜 索 和 确 认’而 是 直 接 计 算 整 周 模 糊 度# 实 际 计 算 表 明 ’该 方 法 计 算 速 度 快 ’精 度 高 ’是 变 形 监 测 中 整 周 模 糊 度 解 算 的 极 好 方 法 # 关 键 词 "&F4&变 形 监 测 &整 周 模 糊 度 中 图 法 分 类 号 "F""B=G"&F""#

GPS整周模糊度解算方法

GPS整周模糊度解算方法

GPS 整周模糊度解算方法探讨一、为什么要解算GPS 整周模糊度?整周模糊度的确定是载波相位测量中的关键问题,这是因为:(1)精确的、不足1周的相位观测值()φr F 和修复周跳后的正确的整周计数()φInt 只有与正确的整周模糊度配合使用才有意义。

模糊度参数一旦出错,就将导致大量的卫地距出现系统性的粗差,从而严重损害定位的精度和可靠性。

正确确定整周模糊度N 是获得高精度定位结果的必要条件。

(2)在一般精度的GPS 定位中,定位所需的时间实际上就是正确确定整周模糊度所需要的时间。

快速确定整周模糊度对提高GPS 定位的作业效率具有极其重要的作用;对开拓GPS 定位技术的应用领域,将其推广应用到低等级控制测量和一般的工程测量等领域也具有极其重要的作用。

二、GPS 整周模糊度解算方法1、LAMBDA 法1993年荷兰Delft 大学的Teunissen 教授提出了最小二乘模糊度降相关平差法,简称LAMBDA 法。

该方法可缩小搜索范围,加快搜索过程,是目前快速静态定位中最成功的一种模糊度搜索方法。

LAMBDA 法的基本原理: (1)整数变换在LAMBDA 法中,并不直接对整数模糊度参数N 进行搜索,而是先对初始解中的实数模糊度参数⎪⎭⎫⎝⎛=∧∧∧∧n N N N N ,......,,21及其协因数阵∧N Q 进行整数变换:∧∧⋅=N Z z TZ Q Z Q NT z⋅⋅=∧∧式中Z 为整数变换矩阵。

整数变换具有以下特点:当N 为整数时,变换后的参数z 也为整数;反之,当z 为整数时,经逆变换后所得的()z Z N T⋅=-1也为整数。

整数变换并不是唯一的。

我们希望整数变换后所得到的新参数⎪⎭⎫⎝⎛=∧∧∧∧n z z z z ,......,,21之间的相关性能显著减小,其协因数阵∧z Q 中的非对角线元素5.0≤,模糊度参数的方差也能大幅度减小。

注意,整数变换指的是具有上述特性的一种数学变换方法,但并非只能对整数进行变换。

GPS整周模糊度的求解方法

GPS整周模糊度的求解方法
该方法的缺点是:搜索空间极大,计算量非常庞大,计算时间较长;难以满足动态实时的要求。
3.经典待定系数法
把整周未知数当做平差计算中的来加以估计和确定有两种方法。(1)整数解
整周未知数从理论上讲应该是一个整数,利用这一特性能提高解的精度。短基线定位时一般采用这种方法。具体步骤如下:
首先根据卫星位置和修复了周跳后的相位观测值进行平差计算,求得基线向量和整周未知数。由于各种误差的影响,解得的整周未知数往往不是一个整数,称为实数解。然后将其固定为整数(通常采用四舍五入法),并重新进行平差计算。在计算中整周未知数采用整周值并视为已知数,以求得基线向量的最后值。(2)实数解
整周模糊度求解的理论及其实用研究是近一、二十年的研究热点和难点。许多学者提出了一些解算方法,其中快速模糊度解算法、整周模糊度函数法、经典待定系数法、多普勒法(三差法)、伪距法为常用的方法。1.快速模糊度解算法(FARA)
快速模糊度解算法FARA是一种基于统计检验的算法.首先用一组相位观测数据进行双差解,求解出实数的双差相位模糊度和位置参数.然后,根据解的统计信息,建立置信区间,对每一组落在该置信区间的模糊度组合进行检验,找出一组既能满足统计检验,又具有最小方差的模糊度组合作为正确的模糊度解'".
当基线较长时,误差的相关性将降低,许多误差消除的不够完善。所以无论是基线向量还是整周未知数,均无法估计的很准确。在这种情况下再将整周未知数固定为某一整数往往无实际意义,所以通常将实数解作为最后解。
采用经典方法解算整周未知数时,为了能正确求得这些参数,往往需要一个小时甚至更长的观测时间,从而影响了作业效率,所以只有在高精度定位领域中才应用。4.多普勒法(三差法)
基于递推最小二乘的卡尔曼滤波在正确探测并修复周跳的前提下,对于方程(2)模糊度浮点解的解算,既可以使用多历元法方程叠加方法,也可以使用卡尔曼滤波方法。由于卡尔曼滤波方程便于编程实现,特别是在后文重新出现卫星的处理中非常方便,故本文使用后者。由于方程(2)中只具有模糊度参数,所以滤波器状态方程的精度很高。对于式(2),建立只含有模糊度参数的卡尔曼滤波器:

整周模糊度的快速求解算法

整周模糊度的快速求解算法

整周模糊度的快速求解算法
1.1 备选整周模糊度解集的确定利用GPS双差载波相位测量时,其数学模型为:
 P0/0、X0/0初值的选取取决于对基线向量和初始模糊度范围的了解,基线分量及其变化速度分量初值可取为零,方差初值根据载体的动态情况选择,整周模糊度分量初值可取为伪距双差观测值,方差初值根据伪距的测量精度选择。

如果系统动态模型建立得比较准确(如静态时或载体运动规律已知时),则当卡
尔曼滤波器稳定后,整周模糊度估计值一般具有较高的精度,可以直接取与其最接近的整数作为整周模糊度,但一般需要较长的时间才能得到正确的模糊度,对于实时性要求较高的场合不适用。

实际应用时一般是当Kalman滤波达到一

 图1 整数高斯变换前的置信椭圆图2 整数高斯变换后的置信椭圆
 为进一步减少备选整周模糊度组合,将所有的使用卫星分为两组:选4颗卫星作为主组,用来确定模糊度的搜索空间,其余卫星作为从组,用于模糊度的检验。

对选为主组的4颗卫星,取其双差模糊度的浮点估计值及其方差阵进行高斯变换,得变换后的模糊度估,将对主组双差模糊度按式(16)确定的置信空
间中的所有组合作为备选整周模糊度解集。

 tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。

仅供参阅!。

GPS姿态测量中的整周模糊度的实时解算方法

GPS姿态测量中的整周模糊度的实时解算方法

iv siaetev l i n ep roma c fh e ag r h tr u hsmuain . n et t ai t a dt efr n eo en w lo i m o g i lt s g h dy h t t h o
K e o ds GP ; I tg r yw r : S ne e Ambg i s lt n GP t u eDee iain iut Re ou i ; y o SAttd tr n t i m o
中图分类 号 :P 2 . 28 4 文献标 识码 :A
Re lTi eI tg r m b g t s lto g rt m o Atiu eD eem i ai n a— m n e e A iui Re ou inAl o i y h f rGPS tt d tr n to
摘 要: P G S实时姿 态测量的核心问题是整周模糊度解算。本文提 出了一种适合实时姿态测 量的模糊度解算方法,它利用单差平滑伪距进行解算,与传统的模糊度解算方法相 比具有许多优
点 。该 方 法的有 效性 和 实用性 通过 仿真 实验 进行 了验证 。 关键 词 :GP ;整 周模 糊度 ;GP S S姿 态 测量
21 0 0年 l 第 62
G S姿 态测 量 中的整 周模糊度 的实时解算方法 P
彭晓刚 ,杨靖 宝 2 一 ,吝宁 2
( 1解 放 军 信 息 工程 大学 测 绘 学 院,郑 州 4 0 5 ; 2 解 放 军 9 4 4部 队 , 皇 岛 0 6 0 ) 502 10 秦 6 0 0
基 于GP 的姿 态 测 量 是 通 过 干涉 测 量 和 载 波 S
相 位测 量技 术实现 。虽然 载波 相位 测量 能够 得到 高

单频GPS载波相位整周模糊度解算研究

单频GPS载波相位整周模糊度解算研究
t e lo 。 A nu e i a e a pl i g v n o lu ta e he fi i n y f t e e h f at m r c l x m e s i e t il sr t t e fc e c o h n w m e h d n t o i c n r twih whie n it r La b ,a d whie n it rp u a bd . o tas t t ni g fle , m da n t ni g fle l s L m a
性 ,取 整后 得 到 整 周 模糊 度 的 固定 解.并 结 合 一个 实例 与 白化 滤 波 、L mb a方 法和 白化 滤 a d
波 +L mb a方 法 进 行 对 比 ,验 证 改 进 方 法 的 效 果 . a d
关 键 词 :GP S; 整 周 模 糊 度 ; 正 则 化 ; 白 化 滤 波 中 图 分 类 号 :P 2 . 2 84 文 献 标 识 码 :A
摘要 :介 绍 了一 种求 解单 频 G S载渡 相位 整周模 糊 度 的改进 算 法.通过 Tk o o P ih n v正 则化 , 减弱 G S快速 定位 中 少数 历 元情 形 下法 矩 阵的病 态性 , 到 更接 近整 周模 糊 度 准确值 的浮 点 P 得
解 .然后 对 整 周 模 糊 度 的 方 差 协 方 差 阵 白化 滤 波 ,减 弱 短 时 间 内 双 差 整 周 模 糊 度 之 间 的 相 关
do b e dif e e a i u te 。 e he fx d a u l — fer nc mb g ii s Th n t i e mbi uiy s l ton a e o a ne y r u i g g t o u i s c n b bt i d b o nd n

关于对GPS整周模糊度确定方法的简要分析(董)

关于对GPS整周模糊度确定方法的简要分析(董)

关于对GPS整周模糊度确定方法的简要分析摘要:在GPS测量中,静态基线解算研究是GPS数据处理的重要内容之一。

迄今为止,国内外GPS基线解算的基本方法都要进行周跳的探测及修复和整周模糊度的确定。

在数据处理过程中,周跳的探测及修复和整周模糊度的确定都会涉及复杂的数学运算,影响解算效率,特别是在观测条件差、周跳频繁发生时,数据处理会更加复杂,甚至可能导致基线无法正确解算。

本文通过对需要专门操作、在观测域搜索、在位置域搜索、在模糊度空间搜索四种GPS整周模糊度确定方法的分析对比,希望能在一定程度上对GPS整周模糊度基线解算精度过程中所涉问题提供参考。

1.需要专门操作的模糊度求解在GPS动态定位技术发展的早期,要求专门操作来获得模糊度,通常称这些操作为模糊度初始化过程。

最常用的方法是初始化时已经知道基线的矢量值,即所谓的静态初始化,它利用短时间观测值便可准确地解算出整周未知数。

理论上,只要简化模型中非模型化的双差残余项与噪声项的误差和不超过半周,简单的比较相位观测值和基线坐标代入观测方程得到的计算值便可获得正确的模糊度。

Remondi于1985年第一个描述了载波相位观测值在动态环境中的运用,他提出一种交换天线的专门操作方法。

Hwang 1991年分析了另一种交换天线的方法在初始化阶段求解整周模糊度的思想,并对确定初始模糊度后的实时位置和模糊度给出了详细的滤波方法。

其它的专门操作方法如两次设站法,为了改变卫星几何图形,要求接收机天线至少在特定点分两次设站。

该方法不要求运动接收机移动中保持对卫星的跟踪,适合于信号易阻挡地区的GPS定位。

2.在观测域里搜索的模糊度求解最简单的模糊度求解过程是直接利用伪距观测值来确定载波相位观测值的模糊度,即平滑伪距与载波相位观测值的差值就可以获得载波的整周模糊度。

1982年Hatch将之运用于非差分环境,1986年直接运用于差分导航。

当能测量两个率的伪距和相位观测值时,可以形成不同的线性组合,一个极为重要的组合是超宽巷技术,宽巷相位观测值波长长,简化观测方程残差项对求解模糊度的影响相对小。

提高中长基线gps整周模糊度解算成功率的方法

提高中长基线gps整周模糊度解算成功率的方法

提高中长基线gps整周模糊度解算成功率的方法GPS(全球定位系统)中长基线解算中,整周模糊度(integer ambiguity)的解算成功率对于精确测量至关重要。

整周模糊度解算的成功率取决于多种因素,包括接收机硬件和软件设置、信号质量以及数据处理算法。

以下是提高中长基线GPS整周模糊度解算成功率的一些方法:1.基线长度选择:较短的基线长度通常更容易成功解算整周模糊度。

因此,选择适当的基线长度可以显著提高解算成功率。

如果实际测量要求中长基线,可以考虑增加参考站数量,以缩短基线长度。

2.接收机选型:选择性能较好的接收机,尤其是在信号跟踪的稳定性和精度方面。

高性能接收机通常具有更低的噪声和更好的信号跟踪特性,可以提高整周模糊度解算成功率。

3.信号质量监测和优化:实时监测接收到的GPS信号的强度和质量,以便针对信号较弱或质量较差的情况采取相应措施。

这可能包括重新定位天线、调整接收机参数或选择更适合的信号处理算法。

4.天线选择与安装:选择高增益、低多径的接收天线,并合理安装和定向。

良好的天线选型和安装可以减少信号的多径效应,提高信号质量,从而提高整周模糊度解算的成功率。

5.数据处理算法优化:使用先进的数据处理算法,如PN导频相关方法和卡尔曼滤波器,可以提供更准确的整周模糊度解算结果。

同时,通过根据观测数据特点调整算法参数和优化计算流程,可以进一步提高解算成功率。

6.周期性模糊度解算校准:周期性模糊度解算校准方法可以通过浮点解算结果减去整数解算结果的近似值,提高整周模糊度解算的准确性,并进一步提高成功率。

7.合理设置观测参数和通信频率:根据实际情况,合理配置接收机的观测参数(如观测周期、观测时长等)和通信频率,以充分利用可用的系统资源,提高整周模糊度解算的成功率。

8.数据质量控制:通过数据质量控制的方法,如剔除多径干扰或低质量的观测数据,可以提高整周模糊度解算的成功率。

9.改善信号接收条件:尽可能避免或减少信号被遮挡或干扰的情况,如安装天线时避免阻挡物、选择空旷的观测条件等,可以提高整周模糊度解算的成功率。

综述GPS定位中整周糊度求解问题

综述GPS定位中整周糊度求解问题

综述GPS定位中整周糊度求解问题
王子茹;李凤斌
【期刊名称】《测绘与空间地理信息》
【年(卷),期】2000(023)001
【摘要】GPS定位中确定整周模糊度是关键问题,而在进行短时段的短基线向量的解算时,由于观测值较少以及卫星星座几何形状变化不大等因素,会出现整周模糊度不能固定为整数的现象.本文综述了当前求解整周模糊度的主要方法,并对GPS精密快速定位中整周模糊度定位问题提出了一定看法,可供GPS研究及定位工作者参考.【总页数】3页(P14-16)
【作者】王子茹;李凤斌
【作者单位】大连理工大学土建学院,辽宁,大连,116023;大连市城乡规划土地局,辽宁,大连,116012
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.快速整周模糊度求解技术在高精度GPS定位和导航中的应用 [J], 张冰;朱志宇
2.快速整周模糊度求解在高精度GPS定位和导航中的应用 [J], 朱志宇;刘维亭;张冰
3.一种短基线DGPS定位中初始化整周模糊度的新方法 [J], 袁洪;王一举;宁百齐;万卫星
4.GPS载波相位时间传递中整周模糊度的算法研究 [J], 仲崇霞;黄艳;梁炜;许原
5.浅析初中物理中的密度求解问题 [J], 戴同兰
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实时GPS姿态测量中整周模糊度的快速解算方法

实时GPS姿态测量中整周模糊度的快速解算方法

实时GPS姿态测量中整周模糊度的快速解算方法彭晓刚;吕志平;王新山【期刊名称】《海洋测绘》【年(卷),期】2011(31)2【摘要】姿态测量核心问题是整周模糊度解算.提出了一种适合实时姿态测量的模糊度解算方法,利用单差平滑伪距进行解算,与传统的模糊度解算方法相比具有许多优点.通过仿真实验验证了该方法的有效性和实用性.%The most important problem of the GPS real-time attitude determination is integer ambiguity resolution. This article discusses a new algorithm for integer ambiguity resolution which can be used in real-time attitude determination that uses single-difference smoothed pseudo range measurements. Over the conventional algorithms, it has several advantages. And we investigate the validity and the performance of the new algorithm through simulations.【总页数】4页(P34-37)【作者】彭晓刚;吕志平;王新山【作者单位】解放军信息工程大学测绘学院,河南郑州450052;91404部队,河北秦皇岛066000;解放军信息工程大学测绘学院,河南郑州450052;91404部队,河北秦皇岛066000【正文语种】中文【中图分类】P228.43【相关文献】1.GPS姿态测量的载波相位整周模糊度快速解算 [J], 郑庆晖;张育林2.GPS载体姿态测量中的整周模糊度的快速求解 [J], 肖迪;王美玲3.单频GPS动态定位中整周模糊度的一种快速解算方法 [J], 刘宁;熊永良;冯威;徐韶光4.GPS姿态测量中的整周模糊度的实时解算方法 [J], 彭晓刚;杨靖宝;吝宁5.GPS接收机RTK定位中整周模糊度的快速解算方法 [J], 冯仲科;韩熙春因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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当基线较长时,误差的相关性将降低,许多误差消除的不够完善。所以无论是基线向量还是整周未知数,均无法估计的很准确。在这种情况下再将整周未知数固定为某一整数往往无实际意义,所以通常将实数解作为最后解。
采用经典方法解算整周未知数时,为了能正确求得这些参数,往往需要一个小时甚至更长的观测时间,从而影响了作业效率,所以只有在高精度定位领域中才应用。4.多普勒法(三差法)
GPS整周模糊度的求解方法
摘要:高精度GPS定位,必须采用相位观测量。接收机纪录的只是相位差的小数部
分,而初始的整周部分N是初始观测历元卫星和观测站间距离相对于载波波长的整数,称为整周模糊度,是未知的。在GPS定位中,得到模糊度初值后,如何选择合适的搜索准则和解算方法将直接影响定位的效率。本文分析了几种常用的整周模糊度的求解算法的优缺点,并详细讲解了整周模糊度的求解的具有较大优势的新方法。
关键字:GPS,整周模糊度;伪距法;经典待定系数法;多普勒法;快速模糊度解算
法,整周模糊度函数法,多历元,最小二乘
引言:关于整周模糊度的重要性及意义
高精度GPS定位,必须采用相位观测量。接收机纪录的只是相位差的小数部分,而初始的整周部分N是初始观测历元卫星和观测站间距离相对于载波波长的整数,称为整周模糊度,是未知的。由载波相位测量定位原理可知,以载波观测量为根据的精密测量中,初始整周模糊度的确定是定位的一个关键问题。准确与快速地解算整周模糊度对保障定位精度、缩短定位时间、提高GPS定位效率都具有极其重要的意义。因此,要将观测值转换为站星间距离,已取得高精
度的定位结果,必须预先解得模糊度的大小。很明显,当以载波相位观测量为依据,进行精密相对解算模糊度的方法有很多种,如经典待定系数法、快速模糊度分解法(FARA)、最小二乘搜索法、LAMBDA方法等,下面就几种模糊度解算方法进行阐述。
确定整周模糊度的传统方法:
该方法的缺点是:搜索空间极大,计算量非常庞大,计算时间较长;难以满足动态实时的要求。
3.经典待定系数法
把整周未知数当做平差计算中的来加以估计和确定有两种方法。(1)整数解
整周未知数从理论上讲应该是一个整数,利用这一特性能提高解的精度。短基线定位时一般采用这种方法。具体步骤如下:
首先根据卫星位置和修复了周跳后的相位观测值进行平差计算,求得基线向量和整周未知数。由于各种误差的影响,解得的整周未知数往往不是一个整数,称为实数解。然后将其固定为整数(通常采用四舍五入法),并重新进行平差计算。在计算中整周未知数采用整周值并视为已知数,以求得基线向量的最后值。(2)实数解
(1)
式中,L为双差码伪距和载波相位观测矢量;B为差分GPS定位系数矩阵;dx为坐标未知数改正数向量;N为载波相位双差模糊度,具有整数特性;A为模糊度系数矩阵;D为观测矢量方差阵。引入迭代最小二乘方法,可得到不含坐标未知数改正数向量dx的定位方程:
模糊度函数法AFM是利用模糊度的整数特性来确定模糊度的一种方法。他将载波相位残差转化为复平面上的一个函数,然后利用余弦函数对2郑州倍数的不敏感性,则对应函数值最大的搜索网络点为要求之解。找到该解后,即可由观测值确定整周模糊度。
模糊度函数法确定整周模糊度的方法按以下3歩进行:确定未知点的初始化坐标,简历搜索空间;逐点搜索;固定模糊度。
伪距法是在进行载波相位测量的同时又进行了伪距测量,将伪距观测值减去载波相位测量的实际观测值(化为以距离为单位)后即可得到λ*N0.但由于伪距测量的精度比较低,所以要有较多的λ*N0取平均值后才能获得正确的整波段数。
确定整周模糊度的新方法:
1基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算
在GPS动态定位中,载波相位模糊度的解算多采用伪距信息和载波相位信息统一解算,其中伪距可以是一个历元的伪距观测信息,也可以是多个历元的伪距平滑信息,但是由于动态定位中目标点空间坐标在变化之中,载波相位信息目前常采用单个历元观测量,而放弃前续历元的载波相位观测信息。如能有效地利用此多个历元的载波相位信息,将有助于模糊度的解算。针对这个问题提出了同时使用多个历元的伪距信息和载波相位信息来解算载波相位模糊度。与此同时,卡尔曼滤波技术在GPS导航定位中有着广泛应用,但是由于受到系统状态方程模型精度的限制,在cm级的差分GPS定位中,卡尔曼滤波使用的并不多。但如果系统状态方程的模型精度很高,即仅对模糊度参数建模,滤波效果则大为改善。GPS动态差分定位中的迭代最小二乘方法:由GPS双差线性观测方程:
FARA的采样时间很短,利用少量观测量进行初次平差计算所求得的基线和模糊度参数的精度并不高,与它们最接近的整数不一定就是正确的整周模糊度.但是大约有99%的可能性,正确的整数是落在置信区间内的.因此,将全部模糊度参数的候选值排列组合起来.正确的一组整数组合必然在其中,接着通过各种检验,将不正确的整数组合先行剔除,将可能正确的少数组合保留下来,将保留下来的整数组合作为已知值代人重新进行平差计算,计算的一组整数组合所产生的单位权方差应为最小,根据这一原理将正确的一组整周模糊度挑选出来. 2.整周模糊度函数法
由于连续跟踪的所有载波相位观测值中均含有相同的整周未知数N0,所以将相邻的两个观测历元的载波相位相减,就将该未知参数消去,从而直接接触坐标参数。这就是多普勒法。但是两个历元之间的载波相位观测值之差受到此期间接收机钟及卫星钟的随机误差的影响,所以精度不太好,往往用来解算未知参数的初始值。三差法可以消除掉许多误差,所以应用比较广泛。5.伪距法
整周模糊度求解的理论及其实用研究是近一、二十年的研究热点和难点。许多学者提出了一些解算方法,其中快速模糊度解算法、整周模糊度函数法、经典待定系数法、多普勒法(三差法)、伪距法为常用的方法。1.快速模糊度解算法(FARA)
快速模糊度解算法FARA是一种基于统计检验的算法.首先用一组相位观测数据进行双差解,求解出实数的双差相位模糊度和位置参数.然后,根据解的统计信息,建立置信区间,对每一组落在该置信区间的模糊度组合进行检验,找出一组既能满足统计检验,又具有最小方差的模糊度组合作为正确的模糊度解'".
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