GPS 周跳的探测与修复解析

pq km (i 1) pq km (i)+n pq km (i+1)+n pq km (i 2)+n
pq km (i 1, i 2) pq km (i, i 1)+n pq km (i 1, i) pq km (i 2, i 1)
ti
kp (i)
p m (i) n

测距码与相位比较法
R ( tr ts )c ion trop tide rel mul c
伪距观测方程 载波相位观测方程
( tr ts )c N ion trop tide rel mul p
q k (i)
p ti 1 kp (i 1) m (i 1) n q k (i 1) q p ti 2 kp (i 2) m (i 2) n k (i 2)
三 周跳的探测与处理方法 3.1 周跳的探测 3.2 周跳的处理方法



3.1 周跳的探测(I)
Fr ( ) Int ( )
一次差 11210.0672 11608.7531 12008.5671 12410.8883 12815.1372 13222.2777 13632.0377 14043.9551
三次差
四次差
20 21 22 23 24 25 26 27 28
464623.1581 475833.2251 487441.9784 499450.5455 511861.4338 524676.5710 537898.8487 551530.8864 565574.8817
观测 历元 观测值
Fr ( ) Int ( )
一次差 11210.0672 11608.7531 12008.5671 12410.8883
二次差
三次差
四次差
20
21 22
464623.1581
475833.2251 487441.9784
398.6859 399.8140
1.1281 2.5072 -98.0723 202.8916

n
T
整周跳变值 n 可能是1 周甚至数百万周。
二 周跳的特性(II)
ti 时刻
i [ Fri ( ) Int i ( ) N ]
对非差整周模 糊度的影响
ˆ N N
i [ Fri ( ) Int i ( ) n N ]
ˆ N n N
周跳的探测与修复
授课教师：刘志强 单 位：河海大学
主要内容

（一）周跳定义及其产生原因

（二）周跳的特性 （三）周跳的探测与处理方法

一 周跳定义及其产生原因 1.1 周跳的定义 1.2 产生周跳的原因


1.1 周跳定义
t0
t 0 时刻 0 (Fr0 ( ) N )
t1 时刻
3.1 周跳的探测(II)
高次差法
卫星径向速度
一次差
d (ti ti 1 ) dt
观测 历元 观测值 值趋于零，残余误差呈偶然误差特性， 主要受接收机钟误差影响。
卫星径向加速度
二次差
d 2 (ti ti 1 ) dt 2
二次差
…
四次差
d 4 (ti ti 1 ) dt 4
R N 2ion ( c p )
R N 2ion ( c p )
Ri Ri 1 (i i 1 ) ( Ni Ni 1 )
在无周跳的情况下，Ni Ni 1 0。
由于伪距的观测噪声水平较大，该方法仅适合于大周跳的探测。
398.6859 399.8140
1.1281 2.5072 1.9277 2.8916 2.6195 2.1976
1.3791 -0.5796 0.9639 -0.2721 -0.4291
402.3212
404.2489 407.1405 409.7600
411.9576
3.1 周跳的探测(II)（续）
为整周跳变，简称周跳（Cycle Slips）。
1.2 产生周跳的原因
产生周跳的原因：卫星载波相位信号的暂时失锁
【Loss of Lock】
（一）卫星信号被障碍物阻挡
如树木、建筑物、桥梁、山峰等对卫星信号的阻挡造成。这种情 况最频繁，尤其是基于载波相位的动态定位。
（二）外界干扰或接收机所处的动态条件引起
t1

N
0
1 [Fr1 ( ) Int1 ( ) N ]
ti 时刻 i [ Fri ( ) Int i ( ) N ]
1
N
Fr0 ( )
Int1 ( ) Fr1 ( )
由于某种原因，在某一时段计数器中止 了正常的累积工作，从而使整周计数应有值 n 少了 n 周，那么当计数器恢复正常工作后， 所有的 Int i ( )便都会含有同一偏差值 。 这种整周计数 Int i ( ) 出现系统偏差而不 足一周的部分Fri ( ) 仍然保持正确的现象称
1.3791 -100.5795 300.9639 -300.2721 99.5781
恶劣的电离层条件、多路径效应、卫星高度角过低引起的低信噪 比（S/N），以及接收机的高速运动。
二 周跳的特性(I)
卫星信号的失锁可能发生在两个连续的历元间，也可能持续几
分钟或更长时间，重新捕获信号之后的所有载波相位观测值都会
与正确值相差 n 周。
ti 时刻 i [ Fri ( ) Int i ( ) n N ]
观 测 载波相位观测值 历 p q (i 2) ti 2 kp (i 2) m 元 k (i 2)
三差 双差
pq km (i 2) q m (i 2)
对差分整周模 糊度的影响
p (i 1) ti 1 kp (i 1) m
q k (i 1)
q m (i 1) q m (i) q m (i 1) q m (i 2)