单频非差相位观测值的周跳探测与修复方法

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单频GPS相位观测值周跳探测方法研究

单频ＧＰＳ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，江苏南京２１００９８）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ＩＧＳ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。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｙｃｌｅｓｌｉｐｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｉｃｆｕｌｔｉｅｓｏｆｓｉｎｇｌｅ — ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｒｅｃｉｓｅｐｏｉｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｆｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｃｙｃｌｅｓｌｉｐ，ｔｈｒｅｅｓｉｎｇｌｅ — ｆｅｑｒｕｅｎｃｙｃｙｃｌｅｓｌｉｐｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｄｓｏａｅｒ
第１１卷第１期
２０１３年２月 Leabharlann 水利与建筑工程学报

7.4-整周跳变的探测与修复

7.4 整周跳变的探测与修复GPS 载波相位测量，只能测量载波滞后相位1周以内的小数部分，不能测量载波滞后相位的整周数)(0N 。

其后的载波滞后相位整周数变化值（始后周数），是通过多普勒积分由电子计数器累计读得的。

由于GPS 信号接收机自身故障或GPS 信号意外中断，导致载波锁相环路的短暂失锁，而引起多普勒计数的短暂中断；当载波锁相环路重新锁定后，多普勒计数又重新开始，以致造成载波滞后相位整周数变化值（始后周数）的不连续计数。

这种多普勒计数的中断现象，称为整周跳变，简称为周跳（cycle slip ）。

当GPS 载波相位观测值没有发生周跳时，卫星一次通过的载波滞后相位整周数是连续的，各时元（历元）的观测值都会含有一个共同的整周未知数，即时元1t 的整周模糊度0N ，当发生周跳时，其后所有的载波相位观测值都会含有一偏差∆，该偏差就是中断期间所丢失的整周计数，即周跳后的载波相位观测中含有未知数∆+0N 。

所谓周跳的探测就是利用观测的信息来发现周跳。

在探测出周跳后，利用观测信息来估计丢失的周数∆，从而修正周跳后的载波相位观测值，称为周跳的修复。

在探测出周跳之后，也可将∆+0N 视为周跳后的整周模糊度而利用平差的原理解求出这个未知参数，这是一个整周模糊度的求解问题。

静态定位中，由于接收机静止不动，周跳的探测与修复问题已得到了很好的解决。

在动态环境下，由于动态接收机在不断地运动中，周跳的探测与修复比静态定位要困难得多。

由于GPS 信号接收机能提供多种观测信息，利用这些观测信息本身的相互关系（无需轨道信息），可以对周跳进行探测和修复，目前主要有下列方法。

（1）根据有周跳现象的发生将会破坏载波相位测量的观测值ϕϕ∆+)(Int 随时间而有规律变化的特性来探测周跳（高次差或多项式拟合法）（2）利用载波相位及其变化率的多项式拟合来探测、修复周跳（多项式拟合法）；（3）利用伪距和载波相位观测值组合来探测、修复周跳（伪距/载波组合法）；（4）利用双频载波相位组合观测值探测、修复周跳（电离层残差法）。

周跳的探测及修复

周跳的探测及修复一、周跳的概念任一观测历元t，完整的载波相位测量值可写为：它是由三部分组成的，其中为接收机i对卫星j的第一个（t0时刻）载波测量值中的整周未知数部分；是接收机实际测量的不足一周的相位值，只要卫星与接收机的振荡器连续正常工作，该值可以精确测定；可由接收机中的多普勒（频移）计数器累计求得[在有的文献中，记为]。

但由于种种缘由，如卫星信号被遮挡或卫星电路瞬时故障，gps 接收机四周的电磁干扰，或接收机电路的瞬时故障，或接收机工作于恶劣的动态环境下，而使载波跟踪环路无法锁住卫星信号等，都将使多普勒计数中断。

如此，在接收机恢复对GPS卫星信号的跟踪后，多普勒计数器的累计值便不正确了。

这就是整周跳变（简称“周跳”）。

因此，必需查找载波相位测量中整周丢失的地方，并对其进行修复，以恢复正确的相位测量值，确保载波相位测量的高精度。

二、周跳的探测及修复周跳的数值可大可小，大的可达十几周甚至成千上万周，小的可能只有几周。

通常大周跳与小周跳的探测方法是不同的，下面分别争论之。

（一）大周跳的探测及修复在观测期间，某颗卫星到接收机的距离的变化是平滑的，有规律的。

也就是说，载波相位观测值[]的变化是平滑的，有规律的。

假如观测值中消失周跳，则将破坏这种平滑性和规律性。

但由于卫星相对于接收机距离的变化可达每秒钟数千周，假如10秒钟观测一次，这种变化可达数万周，不易发觉数十周的周跳。

为此，可对相邻观测值求高次差，以减弱站星距变化对整周计数值的影响。

在这种状况下，假如没有周跳，则求4~5次差后的载波相位观测值的变化，主要是GPS 接收机的晶体振荡器不稳定引起的，它们应呈偶然性误差，且数值为几周以下；否则，求4~5次差后，其变化不再具有偶然性，且数值比产生的周跳值还要大，该表在序号ni为35处，发生丢失100周的大周跳），据此，我们能够找到产生较大周跳的地方，并对其进行修复。

序号ni一次差二次差三次差四次差五次差30464623．158111210．0672398．68591．1281 1．3791－101．9586 31 475833．2251 11608．7531 32 487441．9784 399．8140 12023．5671 2．507233 499450．5455 402．3212－100．5795 12410．8883 －98．0723401．543434 511861．4338 304．2489 300．9639 12715．1372 202．8916－601．2360 35* 524576．5710 507．1405－300．2721 13222．2777 －97．3805399．850236* 537798．8487 409．760099．5781 13632．03772．197637*551430．8864411．957614043．995138*565474．8817有大周跳的相位观测值的高次差（序号右上方有*号者发生了大周跳）为了确定大周跳的数值，可依据发生周跳前的4~5个历元的观测值，用高次插值公式外插求出表中序号为35的正确观测值（这里仅用计数值的整数部分，小数部分仍用原观测值）。

周跳探测与修复

周跳探测与修复摘要：在GPS 数据处理过程中，周跳的存在会使观测值中出现一个偏差，这会使观测值失真，从而不能准确解算整周模糊度，因而，周跳探测与修复是GPS 载波相位高精度定位必须要解决的问题之一。

本文简单介绍周跳的概念、一些常用的周跳探测方法，并探讨了周跳对定位的影响。

关键词：数据处理，周跳，探测修复1 周跳的概念完整的载波相位观测值可表示为：),(),()0()(0i i i t Fr t t Int b t φφφ+-+=式中，)0(b 为初始整周模糊度：),(0t t Int i -φ为整周记数：),(i t Fr φ为不足一周的小数部分。

由于某些原因，历元0至i 之间的整周记数发生中断，这样，恢复之后的整周记数发生错误，而小数部分正确，这就是周跳现象。

周跳的大小可由1周到几万周不等。

2 引起周跳的原因引起周跳的原因主要有以下四个方面(Bernese Document, 2001 ):（1）由于树木、建筑等对卫星信号的遮挡;（2）由于电离层条件、多路径效应、接收机的高动态和卫星的低高度角等产生的低信噪比;（3）接收机处理软件的问题;（4）卫星振荡器出现故障。

3 周跳对定位的影响周跳的发生是个随机事件，因此周跳的探测的算法必须是计算量少、及时的算法。

周跳的探测与修复的过程是必须进行的，因为它干扰了相位观测数据，会导致定位数据处理结果中存在偏差，在跳周数被确定和通过检验后，最后的修复是很容易用数学加减法实现的。

图 3.1显示周跳在相位观测中存在的情况。

图1.1载波相位中存在的周跳对于L1载波，一周的周跳可以造成约20cm的测距误差，根据查佩利的统计，观测值中存在一个周跳对经度、纬度、高程的影响可达分米级，因此，在GPS载波相位定位数据处理中应对周跳进行合理的处理。

通常对所探测出的周跳有周跳修复或添加新模糊度参数两种处理方法。

添加新模糊度参数法由于使观测方程中相位模糊度参数增加，将增大模糊度确定的难度。

单频非差相位的周跳检测与修复方法研究

ｅｎｅｅｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉｎｇｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅａｎｄｃａｒｉｅｒ — ｐｈａｓｅ．
摘
要：周跳的检测与修复是高精度ＧＮＳＳ应用的前提。分析了周跳发生的原因及其特性，将其视为载波相位观测值中的奇异
成分，在此基础上提出了一种新的周跳检测和修复方法。该方法首先将伪距和载波相位的组合观测量在历元间作差形成差分序列；然后采用经验模态分解方法将差分序列分解为若干个固有模态函数，并对每个ＩＭＦ分量进行Ｈｉｌｂｅｒｔ变换得到局部Ｈｉｌ —
单频非差相位的周跳检测与修复方法研究
雷
（１．中国科 Hale Waihona Puke 院国家授时中心西安术
雨一，高玉平
西安７１０６００；
北京１０００３９）
７１０６００；２．中国科学院时间频率基准重点实验室
３．中国科学院大学
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｙｃｌｅ — ｓｌｉｐｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｐａｉｒｉｓｔｈｅｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｇｌｏｂａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔｅｍ

整周跳变的探测与修复──GNSS动态载波相位测量的数据处理方法之四

Keywords: GNSS kinematic carrier phase measurements; Cycle slip
GNSS载波相位测量，只能测量载波滯后相位1周以内的小数部分，不能测量载波滯后相位的整周数（N 0）；其后的载波滯后相位整周数变化值（称之为始后周数），是通过多普勒积分由电子计数器累计读得的。由于 G N S S 信号接收机自身故障或者 G N S S 信号意外中断，导致载波锁相环路的短暂失锁，而引起多普勒计数的短暂中断；当载波锁相环路重新锁定后，多普勒计数又重新开始，以致造成载波滯后相位整周数变化值（始后周数）的不连续计数；这种多普勒计数的中断现象，叫做整周跳变，简称之为周跳（Cycle Slip）。
1 数字通信世界
2018.06

导航 GNSS WORLD 天地导航讲座 Navigation Lectures
静态定位中，由于接收机静止不动，周跳的探测与修复问题已得到了很好的解决。在动态环境下，由于动态接收机在不断地运动中，周跳的探测与修复比静态定位要困难得多。
由于 G P S 信号接收机能提供多种观测信息，利用这些观测信息本身的相互关系（无需轨道信息），可以对周跳进行探测和修复，目前主要有下列方法：利用载波相位及其变化率的多项式拟合来探测、修复周跳（多项式拟合法）；利用伪距和载波相位观测值组合来探测、修复周跳（伪距 / 载相组合法）；利用双频载波相位组合观测值来探测、修复周跳（电离层残差法）。
1 多项式拟合法

GNSS测量中的周跳检测与恢复处理

GNSS测量中的周跳检测与恢复处理导语：全球导航卫星系统（GNSS）已经成为现代测量领域的重要工具。

然而，由于各种误差和干扰，GNSS测量中的周跳问题仍然是一个挑战。

本文将探讨周跳的定义、原因，以及常见的周跳检测与恢复处理方法。

一、周跳的定义和原因在GNSS测量中，周跳是指接收机在测量过程中由于信号中断或误差引起的载波相位的不连续变化。

载波相位是估计测量的一个重要参数，而周跳的发生使得载波相位的测量失去了连续性。

周跳的主要原因包括：1. 天线阻挡：由于建筑物、树木等物体的阻挡，导致信号中断，从而产生周跳现象。

2. 天气条件：恶劣的天气条件，如强风、雷暴等，会导致信号的多径传播和衰减，从而引发周跳。

3. 接收机和信号处理器错误：由于硬件或软件故障，接收机和信号处理器可能会产生误差，导致周跳的出现。

二、周跳检测方法为了准确地检测和恢复周跳，许多方法被提出并广泛应用于GNSS测量中。

以下是常见的周跳检测方法：1. 整数模糊度方法（LAMBDA法）：该方法基于载波相位模糊度的整数特性，通过解决一个最小方差整数规划问题来检测和修复周跳。

2. 线性组合方法：该方法基于多颗卫星的信号进行线性组合运算，对载波相位进行平滑处理，以检测和修复周跳。

3. 数学滤波方法：该方法使用数学滤波器对载波相位进行滤波，通过比较滤波后的值与原始值的差异来检测周跳。

4. 相位锁定环（PLL）方法：该方法采用相位锁定环技术对载波相位进行估计和跟踪，通过检测相位突变来检测和修复周跳。

三、周跳恢复处理方法一旦检测到周跳，需要进行相应的恢复处理。

下面是几种常见的周跳恢复处理方法：1. 周跳预测法：该方法基于已知的数据和统计模型，对未来可能发生的周跳进行预测，并进行修复。

2. 周跳排除法：该方法通过对载波相位序列以及卫星时钟偏差的连续监测，识别和排除可能引发周跳的卫星。

3. 频率偏移法：该方法基于载波和码的相位差和频率差，对周跳进行修复。

4. 滤波法：该方法使用滤波器对载波相位进行平滑处理，消除跳变，在保留尽可能多的原始信号信息的同时修复周跳。

精密单点定位的周跳探测及修复方法研究

精密单点定位的周跳探测及修复方法研究
随着全球定位系统（GPS）在各个领域的广泛应用，其精度、
可靠性和稳定性成为关注的热点。

在GPS测量中，周跳是指
接收机无法正确跟踪卫星信号的整数周期，导致测量的偏差和误差，进而影响到精密单点定位的结果。

因此，周跳探测和修复是GPS测量中的一个重要问题。

精密单点定位的周跳探测及修复方法主要包括以下几个方面：
1. 周跳探测方法：常见的周跳探测方法包括基于时间序列分析的方法、基于残差序列的方法、基于组合滤波的方法等。

其中，基于时间序列分析的方法是最常用的方法，通过对测量信号进行差分、平滑处理，然后利用统计方法判断周跳点的存在与否。

2. 周跳修复方法：周跳修复方法包括基于历史数据的方法、基于统计模型的方法、基于拟合算法的方法等。

其中，基于历史数据的方法是利用历史数据预测周跳点的位置和大小，然后进行修复；基于统计模型的方法是利用先验知识建立统计模型，根据模型拟合和统计推断进行周跳修复；基于拟合算法的方法则是利用拟合算法对受到周跳影响的数据进行拟合，然后根据拟合结果进行修复。

3. 周跳探测和修复的综合方法：由于周跳探测和修复之间存在一定的交互关系，在实际应用中，需要综合考虑周跳探测和修复的效果。

常见的周跳探测和修复的综合方法包括基于加窗技术的方法、基于滤波技术的方法、基于时频分析的方法等。

总之，精密单点定位的周跳探测及修复方法是GPS精度和可靠性的关键问题，其研究有助于提高GPS测量的精度和稳定性，满足各个领域对GPS测量精度和可靠性的不断需求。

周跳探测与修复的常用方法

出现系统偏差而不足一整周部分
仍然保持正确的现象称为整周跳变.
GNSS导航定位原理及应用
t1
t2
t3
t
2 = ∙ 2
+ INT 2
+
′ 2 = ∙ 2
+ INT 2
−+
′ 3 = ∙ 3
+ INT 3
−+
、四次差……
一次差

∙ − −1

三次差
3
3
∙ − −1
二次差
2
2
∙ − −1
四次差
4
4
∙ − −1
变化趋于平缓，四次差趋于零，呈偶然误差特性，受接收机钟误差影响
GNSS导航定位原理及应用
5
2022/11/23
周跳探测与修复的常用方法
四次差中的周跳数分别被放大了+1倍、-3倍、+3倍及-1倍；
GNSS导航定位原理及应用
8
2022/11/23
周跳探测与修复的常用方法
高次差法
接收机钟差的影响：
若接收机钟的稳定度为10-10，采样间隔为15s时，对L1载波
(1575.42 MHz)相位观测值引起的误差为：
= − × × . × = . 周
202.8916
2.6195
-97.3805
13222.2777
100周跳
四次差
11210.0672
12410.8883
25
三次差
1.3791
-100.5795
-0.5795
+1倍
300.9639
0.9639

周跳的探测与修复整周模糊度的确定

待定参数法-经典方法 1、取整法 2、置信区间法 3、模糊函数法
整数解 1、求初始解 2、将整周模糊度固定为整数 3、求固定解
实数解基线较长误差相关性减弱初始解的误差将随之增大从而
使模糊度参数很难固定，整数化的意义不大
返回
< 2、快速定位中的常用方法
方法
走走停停和快速静态定位法是两种具有代表性的快速定位法
< 4、MW观测值法
返回
<
5、残差法
方法
根据平差后的残差进行周跳的探测与修复
特点
可以发现小周跳
返回
< 整周模糊度的确定
1、静态相对定位中的常用方法
取整法置信区间法模糊函数法
2、快速定位中的常用方法
走走停停法快速静态定位法
3、动态相对定位中的常用方法
初始化法实时解算模糊度法
返回
< 1、静态相对定位中的方法
周跳的探测与修复的方法
1、屏幕扫描法 2、高次差法 3、多项式拟合法 4、MW观测值法 5、残差法
返回
<
1、屏幕扫描法
原理人工在屏幕上观察观测值曲线的变化是否
连续特点
费时、只能发现大周跳。由于原始的载波观测值变化很快，通常观察的是某种观测值的组合
返回
<
2、高次差法
高次差法的原理由于卫星和接收机间的距离在不断变化，因而
1、走走停停法
已知基线法交换天线法
2、快速静态定位法
快速模糊度解算法（FARA）
返回
< 3、动态相对定位中的常用方法
1、初始化法运动载体处于静止状态时与地面基准站一起通
过“初始化”来确定整周模糊度然后运动载体开始运动进行定位。

单频载波相位的周跳探测与修复算法研究

ｔｎｙｌ—ｌｐｉｒｐｓｄ．Ｆｉｓｌｉｇｃｃｅｓｉｓｐｏｏｅｒｔｙ，ｔｏｒｈｄｆｅｅｃｅｅｆｃｒｉｒｐｈｓｂｅｖｔｎｒａｃｌｔｄ．Ｓｃｎ — ｈｅｆｕｔｉｒｎｅｓｒｓｏａｒｅａｅｏｓｒａｉｓａｅｃｌｕａｅｆｉｏｅｏｄ
特点，将周跳看作载波相位测量数据的奇异点，在此基础上提出了一种新的载波相位周跳探测与修复方法。首先对载波相位测量数据进行４次差分预处理；然后对差分序列进行小波变换，过小波系数的模量极大值点的位置准确探测出周跳发生的历通元；最后对周跳发生前的相位数据建立基于经验模式分解与径向基神经网络的组合预测模型，通过对比预测值与实际测量值的
Ｃｅｇｕ６０５，Ｃｉ）ｈｎｄ１０４ｈｎａ
Ａｂｔａｔ：ＩｒｅｏｏｔｉｇｒｃｓｏｏｉｏｉｎａｉａｉｎｒｓｌｓｗｉｓｒｃｎｏｄｒｔｂａｎｈｉｈｐｅｉｉｎｐｓｔｎｎｇａｄｎｖｇｔｅｕｔｔＧＰＳ，ｃｃｅｓｉｎｃｒｉｒｐａｅｉｏｈｙｌ —ｌｐｉａｒｅｈｓ
大小来修复周跳。应用实际数据对算法进行验证，果表明：方法适用于单频载波相位数据，以对１以上的周跳进行准结新可周确探测与修复。
关键词：单频载波相位；周跳；探测与修复；小波变换；经验模式分解；向基神经网络径
ｃｔｏｆｔｅｃｃｅｓｉｓｒｇｒｅｓａｓｎｕａｏｎｆｔｅｓｇａ，ａｄｔｅｅｍｅｈｄｆｒｄｔｃｉｎＯＴＣａｉｎｏｈｙｌ —ｌｐｉｅａｄｄａｉｇｌｒｐｉｔｏｈｉｎｌｎｈｎａｎｗｔｏｏｅｅｔｎｇａｄＣＩｅ —

一种探测和修复周跳的新组合方法

含有偏差，也就无法获得正确的结果１。］］卫星在空间的运行轨迹是一条平滑的曲线，因而卫星至接收机的距离观测值的变化也是平缓而
Ｉ１和Ｌ２的载波相位观测方程分别为
１１
（）ｌ）ｆ一０＋Ｎ＋ｃＳｔ一（Ａ（）
第３７卷第３期
２１Ｏ２年６月
全球定位系统
ＧＮＳＳｏｒｌｆＣｈｉＷｄｏｎａ
Ｖｏ＿７ＮＯ３ｌ３，．Ｊｎ。Ｏ２ｕｅ２１
一
种探测和修复周跳的新组合方法
赵庆志。张书毕。，
别代表Ｌ、２的模糊度；（）（）分别代表１Ｌｔ、ｚｔ
Ｉ、２的相位观测值；、分别代表Ｌ、２的Ｉ１ｆ１Ｌ
频率；Ｃ代表光速；Ａ（）代表ｔ刻的接收机钟Ｓｔ时
有自己的优缺点。例如电离层残差法根据伪距相位检测量判断周跳是否存在，不足之处在于没有解决周跳解的多值性问题；多项式拟合法一般只能发
第３期
赵庆志等：一种探测和修复周跳的新组合方法
（）＋￡（）＋ｅＰ
・６・９
（）７
＋
㈣
” ｏ
（）一（）＋ｃＴ（）一ｃｉ￡ｆＳｔＳ＋
上式两边同除以并利用关系式一
＾ｌ，２
得式中，
Ｊ１
Ｉｃ３一ｔ一０）（Ｎ－Ａ（）－

单频非差相位观测值的周跳探测与修复方法

第４０卷第９期２０１２年９月
同济大学学报（自然科学版）
ＪＯＬ『ｌ｛ＮＡＬＯＦＴＯＮＧＪＩＵＮＩＶＥＲｓＩＴＹ（ＮＡＴＬＩＩ｛ＡＬｓｃＩ刚ＣＥ）
ＶｏＩ．４０Ｎｏ．９Ｓｅｐ．２０１２
文章编号：０２５３—３７４Ｘ（２０１２）０９．１３９３—０６
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３—３７４ｘ．２０１２．０９．０２０
（１）对当前历元窗口内的周跳检验量进行灰色建模计算预测值，并与窗口内周跳检验量的３倍中误差构成预测区间；
（２）判定历元窗口之后的下～个历元周跳检验
量是否在预测区间内，如果在范围内则表明没有发生周跳，否则认为发生周跳；
（３）如果发生周跳，需要对该历元进行周跳修复，即用预测值减去该历元周跳检验值四舍五入取整，然后对该历元及后续所有相位观测值减去这个数值；
万方数据
同济大学学报（自然科学版）
第４０卷
难以探测小周跳［２］．在低采样率下，利用多普勒观测值计算的相位变化无法反应历元间观测值的实际变化，从而影响周跳探测的可靠性［７］．本文对伪距与载波相位观测值做二次差分进而构造周跳检验量，并基于灰色理论对周跳检验量进行预测，然后判定下一历元的周跳检验量是否在预测的数值区间内，如果在预测范围内，则认为观测数据正常，否则认为发生周跳．试验结果表明，该方法简单易行，不仅能有效适用于不同采样率数据的周跳探测，还可对载波相位值进行修复．为单频非差精密单点定位提供了良好的数据质量控制．
ｓｔａｔｉｃｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ｃａｒｌｄｅｔｅｃｔａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｏｕｔｌｉｅｒｓｐｒｏｐｅｒｌｙｆｏｒｈｉｇｈｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｈｅｌｐｓｄａｔａｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｆｏｒｕｎ— ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｄｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ．

GNSS数据处理中的周跳探测与消除方法

GNSS数据处理中的周跳探测与消除方法导言GNSS（全球导航卫星系统）已经成为现代导航和定位的关键技术之一。

然而，在GNSS数据处理的过程中，由于各种因素的干扰，如天气、地形、信号遮挡等，会导致所收集的数据中出现周跳问题。

本文将介绍GNSS数据处理中的周跳探测与消除方法，以解决该问题。

一、周跳的定义及影响周跳是指接收机某个卫星信号的载波相位突然发生突变的现象。

这种突变导致了定位和导航精度的下降，因为它会导致距离和速度计算的错误。

因此，准确地探测和消除周跳对于GNSS数据处理至关重要。

二、周跳探测方法1. \textbf{基于LAMBDA法}LAMBDA法是一种常用的周跳探测方法，它通过比较预测载波相位和实测载波相位之间的残差来判断是否发生周跳。

当残差超过一定阈值时，即可判定为周跳。

2. \textbf{基于差分技术}差分技术是GNSS数据处理中常用的一种周跳探测方法。

差分技术通过比较两个相邻接收机的载波相位差来判断是否发生周跳。

如果差值超过一定阈值，则可以判定为周跳。

三、周跳消除方法1. \textbf{基于整周项恢复法}整周项恢复法是一种常见的周跳消除方法。

该方法通过检测周跳位置，并将其修复为合理的整周数。

这种方法可以有效地消除周跳，并提高GNSS数据处理的准确性。

2. \textbf{基于滤波技术}滤波技术也是一种常用的周跳消除方法。

它利用滤波器对载波相位进行平滑处理，通过滤除异常值来消除周跳。

这种方法可以提高定位和导航的精度，但可能会引入一定的延迟。

四、周跳探测与消除方法的评估为评估不同的周跳探测与消除方法的性能，常采用周跳检测率、误报率和消除效果等指标。

在实际应用中，需要根据具体需求选择适合的方法，并进行实验验证，以确保数据处理的准确性和可靠性。

五、总结与展望周跳是GNSS数据处理中的一个重要问题，影响着定位和导航的准确性。

本文介绍了常用的周跳探测与消除方法，包括LAMBDA法、差分技术、整周项恢复法和滤波技术等。

基于改进EEMD和LSSVM的单频周跳探测与修复方法

第４０卷第３期２０１９年５月
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１１５８．２０１９．０３．２３
计量学报ＡＣＴＡＭＥＴＲＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．４０，№ ３Ｍａｙ，２０１９
基于改进ＥＥＭＤ和ＬＳＳＶＭ的单频周跳探测与修复方法
朱江淼１，闫迪１，高源２，陈烨１，王星１
（１北京工业大学信息学部，北京１００１２４；２中国计量科学研究院，北京１０００２９）
摘要：针对ＧＰＳ载波相位观测值小周跳探测与修复的困难，提出了一种利用改进的集总平均经验模态分解进行单频载波相位周跳探测、并用最小二乘支持向量机算法预测来修复周跳的方法。首先利用相位观测值及伪距观测值构造周跳探测量；其次对探测量进行改进的集总平均经验模态分解，得到多个本征模式分量，取相关系数较高的ＩＭＦ分量进行Ｈｉｌｂｅｒｔ谱分析，用Ｈｉｌｂｅｒｔ谱中模极大值的位置来判断周跳发生位置；最后对相关系数较高的ＩＭＦ分量利用最小二乘支持向量机方法进行预测，比对发生周跳历元的载波实测值与预测值以修复周跳。实验表明，此方法可成功探测并修复一周的小周跳。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｄｅｔｅｃｔａｎｄｒｅｐａｉｒｔｈｅｓｍａｌｌｃｙｃｌｅｓｌｉｐ，ａｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｕｓｅｓｍｏｄｉｆｉｅｄＥＥＭＤｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｃｙｃｌｅｓｌｉｐａｎｄｕｓｅｓＬＳＳＶＭｔｏｒｅｐａｉｒｔｈｅｃｙｃｌｅｓｌｉｐｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄＦｉｒｓｔ，ｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅａｎｄｃａｒｒｉｅｒｐｈａｓｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｃｙｃｌｅｓｌｉｐｄｅｔｅｃｔａｂｌｅｑｕａｎｔｉｔｙ；Ｓｅｃｏｎｄ，ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙｉｓｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｂｙＭＥＥＭＤ；ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｉｔｃａｎｏｂｔａｉｎｓｏｍｅｉｎｔｒｉｎｓｉｃｍｏｄｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓ（ＩＭＦ）ＣｈｏｏｓｅｔｈｅＩＭＦｓｗｈｉｃｈｐｏｓｓｅｓｓｅｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｉｔｙｗｉｔｈｔｈｅｄｅｔｅｃｔａｂｌｅｑｕａｎｔｉｔｙｔｏｄｏｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｕｓｅＨｉｌｂｅｒｔＡｎｄｔｈｅＨｉｌｂｅｒｔｍｏｄｕｌｕｓｍａｘｉｍｕｍｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｊｕｄｇｅｉｆｔｈｅｃｙｃｌｅｓｌｉｐａｐｐｅａｒｅｄａｎｄｉｔｓｅｐｏｃｈＦｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｖａｌｕｅａｔｔｈｅｓｅｅｐｏｃｈｓｆｏｒｅｖｅｒｙＩＭＦｓｗｈｏｓｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｉｓｈｉｇｈｉｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙｔｈｅＬＳＳＶＭＣｏｍｐａｒｅｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｖａｌｕｅｗｉｔｈｔｈｅｒｅａｌｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅｃｙｃｌｅｓｌｉｐｃａｎｂｅｒｅｐａｉｒｅｄＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｄｅｔｅｃｔａｎｄｒｅｐａｉｒｔｈｅｃｙｃｌｅｓｌｉｐａｓｓｍａｌｌａｓｏｎｅｃｙｃｌｅ

一种基于多普勒改进的BDS单频观测值周跳探测与修复法

一种基于多普勒改进的BDS单频观测值周跳探测与修复法张炘;蔡成林;唐振辉;于洪刚【摘要】Considering the limitation of Doppler detection method,an improved cycle-slip detection and repairation method is proposed for single-frequency BDS (BeiDou System) receivers.Firstly,a sliding way of fix windows is used for polynomial fitting of the initial Doppler value.Then,the Doppler shift is obtained by integrating the fitting curve.The values are used to detect the cycle-slip with carrier phase.Finally,the detection value of current epoch minus the detection value of the previous epoch is the cycle-slip.The measured data of BDS are used to perform the cycle-slip detection.Experiments show that the detective capability of tiny cycle-slip of the improved method is better than the traditional Doppler detection method.The improved Doppler detection method has overriding advantages in simplicity and reliability,etc.Measured accuracy can reach 0.1 cycle.%针对多普勒探测法对小周跳探测精度不足的缺点,提出一种改进的北斗系统(BDS)单频观测值周跳探测法.首先,利用多普勒观测值检测时,使用固定窗口滑动的方式对初始数个历元的多普勒值进行拟合得到拟合曲线,接着对拟合曲线进行积分得到多普勒变化量,然后用多普勒变化量与载波相位进行周跳探测,最后以高次差的方式将前后历元探测出的值进行历元求差,差值为最后探测出的周跳值.对实测BDS 数据进行周跳探测,试验证明:改进的多普勒周跳探测法探测小周跳的能力明显增强,具有方法简单、可靠等优点,探测精度可达0.1周且修复效果较优.【期刊名称】《天文学报》【年(卷),期】2017(058)002【总页数】7页(P40-46)【关键词】天体测量学:人造卫星运动;多普勒;周跳;方法:数据分析【作者】张炘;蔡成林;唐振辉;于洪刚【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004【正文语种】中文【中图分类】P128当接收机载波跟踪环发生失锁时就会产生周跳,周跳发生时整周计数会发生跳变.在高精度定位中,周跳会带来较大的定位误差.所以正确探测周跳和粗差是非常重要的环节.目前周跳探测的方法主要有:伪距相位组合探测法[1]、电离层残差法[2−3]、多项式拟合法[4]、多频信号周跳探测法[5−7]、多普勒周跳探测法[8−9]、Blewitt 周跳探测法[10−12].Cannon等人提出利用多普勒观测值探测周跳,徐国昌博士提出利用多普勒积分探测周跳,陈小明博士提出对离散的多普勒值进行处理后再进行周跳探测[13−15].由于多普勒观测值的独立性,多普勒积分与载波相位变化量存在一定对应关系,使用多普勒观测值探测周跳可以较好地探测出周跳值.多普勒周跳探测只需单频数据,所以使硬件成本降低.使用多普勒周跳探测法可以避免多频数据组合方法探测周跳出现特殊组合致使无法探测出周跳的情况.现在关于多普勒探测周跳的方法主要有:传统多普勒周跳探测法、基于星历计算的多普勒积分的周跳探测方法、电离层残差与多普勒值相结合的周跳探测法等.传统的多普勒周跳探测法对较小周跳的探测效果并不好,在实际周跳探测中由于噪声、粗差等原因会出现对周跳的误判或探测不出的情况.改进型多普勒周跳探测法很好地改善了传统方法的不足.第2节简要叙述了传统方法与改进方法的不同以及改进方法探测周跳的具体步骤.第3节通过比较两方法探测周跳的差异,直观体现了改进方法的周跳探测与粗差判别的优越性.多普勒频移是一个独立的观测量,表示瞬时距离变化率的测量值,接收机对多普勒频移进行积分相当于对多普勒频移引起的载波相位变化进行以周为单位的计数.在一段时间内的多普勒积分相当于这段时间内载波相位观测值的变化量,所以多普勒积分可以反映载波相位的变化率[16].2.1 传统多普勒周跳探测法多普勒积分计算:式中dφ(tk)表示[t0,tk]之间的多普勒积分值,也表示历元t0至tk时刻载波相位变化量. fd(t)表示t时刻多普勒变化量.将载波相位变化量减去多普勒积分值得到的便是周跳值,一般采用梯形积分的方法计算多普勒频移值的积分.如(2)式所示,fd(t0)和fd(tk)分别表示t0和tk时刻的多普勒观测量,∆t表示时间间隔.(3)式表示tk时刻的周跳值,∆ϕ(tk)表示前后历元载波相位的差值.(3)式计算得到的周跳值其门限设置为δ.当∆N＞δ时,可认为发生了周跳;反之,∆N＜δ时,则认为未发生周跳.传统的多普勒周跳探测法对小周跳的探测并不精准.2.2 改进多普勒周跳探测法改进方法建立在对初始的数个历元多普勒观测值进行拟合上,获得初始值的拟合曲线.观测初始历元t,多普勒观测值分别为doppler 1、doppler 2···doppler t.从t历元开始,对t历元之前的m个多普勒观测值进行拟合,获得拟合后的曲线.通过拟合得到m+1个拟合系数a0,a1,a2,···,am,然后将拟合系数组成函数式,如(4)式所示:首先利用最小二乘法解算并拟合[17]出对应t到t+1历元段的拟合曲线,接着对函数进行曲线积分,进行多普勒积分时取积分上下限分别为t和t+1,使用拟合后的函数式进行多普勒曲线积分得到多普勒变化量.以此类推,为了能实时地进行数据拟合,每次进行拟合时都将t+1历元的数据传递给t历元的数据.拟合的滑动窗大小为m,并且保持每个历元都有m组多普勒观测值进行处理获得变化曲线.每个历元通过上述方法都可以得到对应历元的曲线函数,不使用梯形积分而是采用牛顿-柯特斯(Newton-Cotes)法的曲线积分,通过对曲线函数积分获得多普勒变化量,如(5)式所示:然后如(3)式所示,将载波相位变化量与多普勒积分相减得到历元tn的周跳值∆Nn.通过对多普勒值进行拟合,再次进行多普勒周跳探测时对1周的小周跳敏感度并不强,同时对于粗差的判断并不明显,于是在下个历元tn+1采用相同方法得到周跳值∆Nn+1.计算得到∆Nn+1与∆Nn后,将两值相减得到最终tn+1时刻周跳值多普勒探测周跳在采样率不是很低的情况下,初次周跳探测值前后历元作差可以将观测数值中的部分误差减小,通过将探测值进行历元间相减的方法,可以有效减缓周跳值的变化,将出现周跳的历元的探测值算出.当计算出后,设置门限值δx;当时,发生周跳,当时,则代表未发生周跳.当发生周跳与出现野值时,判定条件如下:对tn历元进行周跳探测,利用改进多普勒周跳探测法探测出此历元的周跳Ntn,而下个历元tn+1时,探测出的周跳为Ntn+1.若|Ntn|＞δx与|Ntn+1|＞δx时,表示发生了周跳或粗差;当|Ntn|=|Ntn+1|时,则表示发生了周跳;当|Ntn|/=|Ntn+1|时,则表示出现了粗差.改进后的周跳探测方法对周跳变化较为敏感,可以准确探测出周跳值,上文中改进方法的门限值等于改进方法探测出的周跳值取整.在第3节试验中明显体现出这一特点. 改进型多普勒周跳探测法步骤如下:(1)对一组多普勒值进行拟合得到拟合曲线; (2)对拟合曲线进行积分得到多普勒变化量;(3)利用多普勒变化量与载波相位变化量进行常规多普勒周跳探测;(4)经历两个历元的周跳探测,利用前后历元探测周跳做差,此差值为最终的周跳值;(5)通过判断准则判定是否发生了周跳或是出现了粗差.为了防止前几个历元发生周跳而使高次差计算错误的情况出现,可以在使用改进型多普勒周跳探测法之前用传统的多普勒周跳探测法进行探测,不过探测的门限值相对正常的门限值要小,以此来严格保证前几个历元未发生周跳.当确定前几个历元无周跳时,后续便可以采用改进型方法进行探测.2.3 改进方法周跳修复当检测到的残差值大于门限值时,判断周跳还是粗差需2个历元(t1和t2).按照改进型多普勒周跳探测法的步骤进行分析判断,由于探测的精度可以达到0.1周,所以当判断是周跳且周跳值为Nt时,直接对前一个历元t1的探测值Nt取整,便可以解算出周跳的整数解N,然后从当前历元t2开始,后面的每个历元减去周跳值就可以实现对周跳的修复.下文试验数据选取桂林某地采样率为1 Hz的BDS实测数据,在原始观测数据中模拟添加周跳与野值,然后再进行探测与修复.最后对两种方法的探测能力与周跳修复能力进行比较,验证改进算法相较于传统算法的优越性.3.1 无周跳数据探测比较首先对一组无周跳数据分别使用传统多普勒周跳探测法与改进型多普勒周跳探测法进行周跳探测,如图1–2所示.从图1–2可以明显比较出对于无周跳的一组数据的周跳探测.改进型多普勒周跳探测法最高峰值在0.1周以下,而传统多普勒周跳探测法最高峰值可以达到0.96周.对于最高峰处无法判别是否发生了1周或1周以上的周跳,而且容易发生误判.3.2 两种方法对周跳与粗差的探测比较现在t=1286 s处添加N=1的周跳值,分别应用传统多普勒周跳探测法与改进型周跳探测法进行周跳探测,如图3–4所示.对比图3与图4,可以明显发现:传统多普勒周跳探测法探测出的周跳值为=1.83周,＞1.5周,通过门限判定可以确定,此时周跳值为2周,无法较好地确定发生周跳的周数,不利于之后的周跳修复.改进型多普勒周跳探测法探测出的周跳为N1286=0.97周,N1287=−0.99周,对N1286、N1287取整数并求绝对值得:|N1286|=|N1287|,所以可得t=1286 s处发生了周跳,且周跳等于1周.为了判定改进方法对粗差的探测效果,在t=1699 s处加入1周的粗差,再次利用两种方法进行探测.改进方法与传统方法的探测效果如图5和图6所示.根据2.2节改进方法中粗差的判定准则,t=1729 s时,探测到的数据为1周;而t=1730 s时,探测值为−2周.两者的绝对值并不相等,所以探测出的是粗差.在图6中传统方法探测出的粗差为2周,探测粗差出错.所以对比图5和图6,改进方法相对于传统方法探测精度很高,未发生周跳与粗差的历元探测数值波动在−0.08 s至+0.08 s之间,而传统方法效果就相对较差,并且还可能出现误判情况.利用改进型多普勒周跳探测判定周跳和粗差的准则可以直接判定出粗差,而传统多普勒周跳探测法无法直接做到,且探测出的值不等于添加的粗差值.为了更直观地看出改进后算法的优势,将改进算法的探测效果与原始算法的探测效果进行了对比.结果如表1所示,将改进的方法称为A方法,原始方法称为B方法.在观测的1500个历元人为添加14组周跳,包括较小的1周周跳和达到上百甚至上千的较大周跳,其中周跳修复的浮点解与固定解通过改进方法算得.表1中B方法只探测出了第43、466、472、638、810、900、979、1100、1302历元的周跳,大部分可探测出的周跳都为较大的周跳值,对于1周的小周跳探测情况欠佳.A方法则可以较好地探测出全部的周跳值,成功率明显高于常规的多普勒周跳探测方法.表1中的修复情况是基于改进方法探测出周跳后修复的情况,分别给出了修复周跳的浮点解与固定解.从浮点解可以看出,对于小周跳的浮点解精度较高,观测噪声对周跳探测的影响大大降低.固定解与添加的周跳值相等,所以相应的修复效果较好.本文基于传统多普勒周跳探测法进行改进,对多普勒频移拟合之后再进行高次差探测周跳.无周跳的情况下,通过传统多普勒周跳探测法与改进多普勒周跳探测法的周跳检验对比,验证了改进方法可探测出不同周跳并且对于粗差判定的效果较好.对数据处理分析后得出如下结论:(1)改进多普勒周跳探测法可以很好地探测出小周跳值,精度达到0.1周,弥补了传统多普勒周跳探测法探测小周跳的不足.(2)传统方法与改进方法都可以探测出较大周跳值,但在探测精度上传统方法不如改进方法.(3)改进方法可以简单、可靠地区分粗差与周跳.(4)改进方法探测周跳的精度高于传统方法,且对周跳修复的能力优于传统方法.(5)本方法适用于对GPS/BDS数据进行周跳探测.【相关文献】[1]陈品馨,章传银,黄昆学.大地测量与地球动力学,2010,30:120[2]马煦,常青,侯俊.电讯技术,2005,45:115[3]陶庭叶,何伟,高飞,等.中国惯性技术学报,2015,23:54[4]李明,高星伟,徐爱功.测绘科学,2008,33:83[5]Lacy M C D,Reguzzoni M,Sanso F.GPSS,2012,16:353[6]孙保琪,欧吉坤,盛传贞,等.武汉大学学报:信息科学版,2010,35:1157[7]Zhao Q L,Sun B Z,Dai Z Q,et al.GPSS,2015,19:381[8]马驰,李柏渝,刘文祥,等.全球定位系统,2014,39:9[9]董明,张成军,吕静,等.大地测量与地球动力学,2012,32:12[10]贾沛璋,吴连大.天文学报,2001,42:192[11]Jia P Z,Wu L D.ChA&A,2001,25:515[12]郑作亚,程宗颐,黄珹,等.天文学报,2005,46:216[13]Cannon M E,Schwarz K P,Wei M,et al.BGeod,1992,66:2[14]Xu G C.GPS:Theory,Algorithms and Applications.Heidelberg:Springer-Verlag Berlin,2003[15]陈小明.高精度GPS动态定位的理论与实践.武汉:武汉测绘科技大学,1997[16]李征航,张小红,徐绍铨.卫星导航定位新技术及高精度数据处理方法.武汉:武汉大学出版社,2009:27-40[17]丁克良,欧吉坤,赵春梅.测绘科学,2007,32:18。

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

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
喻家碧;孙伟;伍岳
【期刊名称】《地理空间信息》
【年(卷),期】2005(003)002
【摘要】在GPS精密定位中,载波相位观测值周跳探测和修复的好坏程度将直接影响定位结果的精度,特别是实时动态定位(RTK).文章阐述了几种常规的非差周跳探测方法,在此基础上研究了这些方法在不同采样率情况下的适用度,并通过算例得出了一些有益的结论.
【总页数】3页(P25-26,29)
【作者】喻家碧;孙伟;伍岳
【作者单位】中国第一冶金建设公司,湖北,武汉,430081;武汉大学测绘学院,湖北,武汉,430079;武汉大学测绘学院,湖北,武汉,430079
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.单频非差相位观测值的周跳探测方法及其比较 [J], 张明;郭斐;邰贺;王明华;胡权
2.不同采样率对GPS原始相位观测值周跳探测方法的影响及其效果比较 [J], 孙伟;熊伟;伍岳
3.单频非差相位观测值的周跳探测与修复方法 [J], 王成;王解先
4.一种非差相位观测值的周跳探测与修复方法 [J], 夏朋飞;蔡昌盛;戴吾蛟;匡翠林
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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基于广义延拓外推的单频周跳检测与修复方法

基于广义延拓外推的单频周跳检测与修复方法耿建平;衣伟;刘成;朱加炉【摘要】周跳的检测和修复一直是全球定位系统载波相位测量中必经解决的重要问题，目前已有不少解决方法，然而适用于单频粗码定位中的周跳检测和修复方法并不多，针对单频粗码定位中周跳的检测与修复问题，通过广义延拓外推法结合单星相邻历元相位单差对单频粗码定位中的周跳进行检测和修复。

仿真和实测数据表明广义延拓外推法不仅能够快速地检测和修复1周左右的小周跳，且外推稳定度要比经典的多项式拟合法高50％以上。

该方法执行效率高、实用性强、外推稳定度好，是比较适合在工程中应用的一种新方法。

%Detection and correction of cycle slips have always been important issues for measurement of carrier phases in the Global Positioning System ( GPS) .Although there are many methods to detect and correct cycle slips, methods applicable to positioning with single-frequency coarse codes are scarce.For tackling the problem of detection and correction of cycle slips in positioning as such, we propose a new method by using phase differences between successive epochs and adopting data extrapolation based on the method of Generalized Extended Interpolation ( GEI) .Our simulations and experimental data show that our method not only is capable of fast detection and correction of short cycle slips of about one week , but also has stabilities on levels about 50%higher than those of the conventional method of polynomial fitting.With its high execution efficiencies, practical applicabilities, and high-level stabilities, our new method is suitable for engineering applications.【期刊名称】《天文研究与技术－国家天文台台刊》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】9页(P174-182)【关键词】周跳检测与修复;单频粗码;广义延拓外推;相位单差;外推稳定度【作者】耿建平;衣伟;刘成;朱加炉【作者单位】桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004; 中国科学院国家天文台，北京 100012;中国科学院国家天文台，北京 100012;中国科学院国家天文台，北京 100012【正文语种】中文【中图分类】TN96在任一历元时刻i，接收机接收的载波相位值φ(t)由整数和小数两部分组成，即而在实际观测中，接收机只能精确测出不足一周的小数部分δφ(t)，整数部分包括初始历元整周模糊度N(t0)(本文不讨论此问题)和由计数器获得的从初始历元t0至实时历元t时相位的累积整周数N(t-t0)[1]。