基于多观测方程融合的北斗卫星周跳探测方法

列车在利用北斗卫星载波相位高精度定位时,载波相位数据需要进行周跳的探测与修复.由于载波观测方程受接收机钟差、电离层延迟、对流层延迟和多路径等误差的影响,对一个观测方程使用卡尔曼滤波法探测周跳有其局限性.本文提出多观测方程融合法探测周跳,利用自适应卡尔曼滤波对多观测方程分别进行探测,得到相应的探测结果和协方差矩阵,并通过加权最小二乘法进行融合,求得最优的周跳结果.经实测数据计算,本文提出的方法能够判别北斗卫星的钟跳和周跳,同时具有减小误差影响,提高特殊组合情况下的周跳探测能力,且探测精度高.     

探测与修复 GPS 周跳方法

周跳的探测与修复,特别是小周跳的探测时GPS高精度实时定位的热点问题。分析两种载波相位观测值的关系,提出一种利用两种载波相邻相位观测值求差的方法探测与修复周跳。通过实例分析,证明该方法能够有效地探测并修复周跳。     

基于几何关系模型观测值残差的周跳探测算法研究

载波相位观测值的周跳探测一直是高精度全球卫星导航系统(glabal navigation satellite system,GNSS)数据处理领域中的重要研究问题。根据残差理论,提出了基于几何关系模型的观测值残差的周跳探测算法。对静态数据的算例分析表明:观测值残差能反映周跳,在探测过程中,由于融入了接收机坐标参数,发生周跳的残差与发生周跳的卫星一一对应。对于静态数据,该方法不仅能探测出周跳,还能探测出周跳值,修复周跳。     

超宽巷组合辅助电离层残差法北斗周跳探测与修复

根据北斗三频信号的特点及其组合观测值特性,详细阐述了一种新的非差观测值周跳探测与修复方法;该方法利用超宽巷组合(moulborne-wuebbena,M-W)组合观测值优点,对电离层残差法进行相应改进;并通过改进后的电离层残差法获取周跳的位置和大小。计算结果表明:该组合方法可以有效地探测和修复不同大小的周跳,而且适用于北斗三种不同类型卫星的信号处理,说明该算法具有较高精确性和可靠性。     

三频无几何无电离层组合周跳探测与修复算法

为解决电离层活跃期的周跳探测问题,根据无几何无电离层组合特性,构造3个线性无关的三频伪距载波相位组合作为周跳检验量,并以相位电离层残差二阶差分值作为周跳修复验证量。通过对电离层活跃期内全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)三频观测数据进行处理,验证算法的可靠性和有效性。结果表明:算法可以有效地探测与修复在电离层活跃期内的三频周跳,并适用于三频实时动态的周跳处理。     

基于卡尔曼滤波的实时总电子含量周跳探测与修复

总电子含量(total electron content, TEC)作为描述电离层形态和内部结构的重要参量,对于电离层领域的理论研究和发展有着重要作用,而周跳的探测一直以来都是全球定位系统(global position system, GPS)载波相位测量数据预处理的重点和难点,尤其是在高精度GPS定位中,卡尔曼(Kalman)滤波在周跳探测与修复中的应用使得能够准确可靠地探测出观测值中可能出现的周跳,利用Kalman滤波算法探测不同的观测数据类型及其组合,并将修复后的观测值与理论值进行对比。结果表明:该算法对周跳探测和修复有很强的有效性和精度。     

连续运行参考站无电离层组合周跳探测与修复算法

根据线性无关原理构造了两组无电离层组合系数,以保证两组组合系数没有共同的不敏感周跳项.采用数理统计和假设检验的原理得到了较为精确的两个组合周跳探测阈值,并验证了由此两个组合构成的周跳检验量对不敏感周跳的全覆盖.最后利用日本连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)网中两个测站的实测观测数据对本文算法的精确性和实用性进行了验证计算.结果表明:算法能够有效地消除不敏感周跳对探测结果的影响,并能够实现对所有周跳的探测与修复.     

单频非差相位观测值的周跳探测与修复方法

周跳探测在高精度GPS(global positioning system)数据处理中一直都是比较重要的环节.实际数据处理中可根据具体测量模式和需求采用已有的若干经典周跳探测方法,但单频非差相位观测值的周跳探测与修复则比较困难.为此提出一种新的周跳探测方法,它是基于灰色理论对伪距和载波相位观测值构造的周跳检验量进行建模,通过模型预测检验量的阈值范围对比实测值来判断是否发生周跳.通过对实测GPS静态数据在不同采样率下分别进行周跳探测与修复算例分析,结果表明对于高采样率的非差相位观测数据能够快速和准确地修复周跳,为非差精密定位提供了较好的数据质量控制.     

北斗三频无几何相位组合实时周跳探测与修复

针对周跳实时探测与修复问题,在详细研究无几何相位组合和伪距载波组合原理的基础上,采用伪距载波组合辅助无几何相位组合的方法进行周跳探测与修复。根据北斗三频数据的特点讨论周跳检验量的选择标准,利用最优的周跳检验量对北斗三频数据周跳探测与修复处理。最后利用北斗三频实测数据对本算法的精确性和可靠性进行验证,计算结果表明本方法能有效准确地实现周跳的实时探测与修复。     

多参考站网络的虚拟观测值生成算法

讨论了GPS观测值误差改正方法,提出了一种基于多参考站的GPS观测值向流动站用户发布虚拟观测值的算法.该算法通过参考站的已知精确坐标和已经解算的模糊度计算参考站间双差空间相关误差,然后内插局域网内任意一点空间相关误差作为改正数.当只使用3个参考站时使用线性内插法,多于3个参考站时使用曲面拟合或最小二乘平差方法等内插方法.用内插获得的改正数改正离流动站最近的参考站(主参考站)的观测值,形成虚拟观测值,然后发送给流动站用户,流动站用户仍然应用已有的单参考站GPS定位算法进行定位.通过对江苏局域参考站网络收集的实测数据计算分析证明了本文算法的有效性,达到厘米级定位精度.     

同步轨道卫星实时测定轨方法

同步轨道卫星由于其"静止"特性,用多台站时间比对技术精确测定地面站到卫星间的伪距。而在以伪距为观测量的测定轨中,观测方程和动力学方程都是非线性的。为了避免线性化方程带来的误差,并满足实时性要求,该文提出用无味Kalman滤波(unscented Kalman filtering,UKF)法。实验是用5个距离拉开的测轨站采集的实测数据,并通过计算机仿真验证,仿真结果表明UKF法测定轨结果随机误差明显减小,而且满足实时性要求。     

Novel algorithms for GPS network RTK

This paper gives some new algorithms for GPS Network RTK. The whole algorithms are based on the Double-Difference (DD) using single epoch of GPSdata. So cycle-slips and loss-of-locks of GPS satelliteare avoided. And the time of Network RTK systems tart-up and positioning is shortest, only one epoch.These algorithms need no ionospheric or troposhperic correction models. The combined bias of rover station is directly estimated and corrected by observations of reference stations of network. Hence, the algorithms are no delay, and are the really and truly real-time difference and positioning. Compared with other algorithms, they can synchronously eliminate orbital bias, ionosphere delay, troposphere delay and otherbiases of positioning correlated with distance to great degree. There are little residual high order biases and measurement noise in DD observation equation of rover station after difference correction, so RTK positioning of network with the algorithms can perform wider and more equably.     

基于一机双天线站间单差的周跳探测与修复

基于对短基线单差模型的分析,使用站间载波相位观测值之差的变化率作为周跳检测量,对该量进行数值估算,分析钟跳对该量的影响,从理论上证明该检测量可用于一机双天线单差短基线解算中的周跳探测,并提出相应的周跳探测与修复方法.采用实测数据进行实验分析,结果表明,对于一机双天线短基线数据,该方法不受钟跳影响,能有效探测和修复周跳.     

基于无迹卡尔曼滤波的月球车惯性/天文组合导航算法研究

月球车导航传统方法主要是采用kalman滤波方法,需要对系统方程和观测方程的线性化,因此会引入的线性化误差的问题, 本文针对做出适当的改进。本文采用UKF方法作为误差状态量的最优估计方法,并以太阳敏感器观测得到的太阳高度角和太阳方位角以及测速仪的东向北向速度作为联合观测信息,将SINS和CNS所测得的月球车相关姿态和位置信息进行数据融合,估计出组合导航系统的误差状态量,从而对惯导系统的状态量进行校正,达到提高组合导航系统的导航定位精度和稳定性,减小线性化误差的目的。仿真实验证明,本文算法具有很好的位置、速度和姿态估计精度,有效的降低了线性化误差。     

基于高次差法与多项式法的GPS周跳探测与修复

在GPS数据处理中,整周跳变的探测与修复是GPS载波相位测量的核心问题之一.本文针对周跳产生的原因,以测量型GPS接收机接收的L1波段的载波相位观测数据为研究对象,MATLAB为实验平台,提出了利用高次差法来探测和修复大于2的大周跳,然后对比拉格朗H插值与切比雪夫拟合的方法来进行小周跳修复的组合算法.通过实验得出,该种...     

基于GPS定位原理的轨道外部几何参数测量系统

 利用GPS 定位全天候、高效率、低成本的特性,设计出一种新型的轨道外部几何参数测量系统.该系统由卫星系统、加载接收机的轨检仪、控制网和GPRS 发射站组成.测量前,先构建边连式同步图形扩展式带状轨道监测控制网,并在现有的轨检仪上加载GPS 接收机.测量过程中,轨检仪沿轨道运动:GPS 控制网中4 个GPS 基站与轨检仪上GPS 流动站实时采集定位信息;定位信息经双差处理和整周模糊度解算后,得到RTK(real-time kinematic)观测量,确立轨道中心线;结合轨检小车测出的轨道内部几何参数和轨道中心线,解算出轨道高程.静态实验与外场试验结果表明:该测量系统自动化程度较高,静态观测误差在0.5 mm 以内,动态误差在15 mm 以内,完全能够满足轨道外部几何参数高精度测量的要求.     

基于自适应阈值的北斗三频周跳探测与修复方法

针对单频多普勒积分法中周跳检测量噪声大,且动态环境下固定阈值不能反映实际周跳检测量噪声的问题,设计了北斗三频多普勒积分组合法,基于滑动窗口和高度角信息构建了自适应阈值模型;联合无几何相位法对北斗三频数据进行周跳探测,以解决三频多普勒积分组合法存在不敏感周跳的问题;采用空间搜索法对周跳组合进行解算,并遵循最小1-范数原则,对北斗三频周跳进行检验修复。实验结果表明：在动态环境下,自适应阈值降低了中、低仰角卫星的周跳误探次数,该方法可探测出包括1周在内的所有周跳组合并正确修复。