GNSS实时动态周跳探测与修复方法研究
  • 【摘要】

    周跳是影响GNSS载波相位测量精度的重要因素之一,特别是在GNSS实时动态定位中,一种可靠的周跳探测与修复方法显得尤为重要。本文从单频和双频方法入手,系统分析和验证了多种探测方法的有效性和局限性,并针对实时动态数据处理,改进了部分周跳探测方法,以达到实时探测与修复非差载波相位周跳的目的。
      本文首先以GPS现代化后三频载波相位观测值为基础,阐述了载波相位观测值线性组合的一般形式,并对组合观... 展开>>
    周跳是影响GNSS载波相位测量精度的重要因素之一,特别是在GNSS实时动态定位中,一种可靠的周跳探测与修复方法显得尤为重要。本文从单频和双频方法入手,系统分析和验证了多种探测方法的有效性和局限性,并针对实时动态数据处理,改进了部分周跳探测方法,以达到实时探测与修复非差载波相位周跳的目的。
      本文首先以GPS现代化后三频载波相位观测值为基础,阐述了载波相位观测值线性组合的一般形式,并对组合观测值的观测噪声、电离层折射影响因子及组合观测值的特性进行了分析;基于载波相位测量的原理,阐述了周跳的起因和特性,并讨论了构造检验量的思路和标准,以及常见检验量。
      其次简要分析了单频非差方法中的高次差法和Kalman滤波法,双频非差方法中的电离层残差法、伪距相位组合法及Melbourne-Wübbena组合法,通过实验验证了各个方法的探测效果及其局限性,并详细分析了各自的应用范围等。
      针对传统Kalman滤波法的局限性,本文对滤波法进行了改进,结合三阶多项式平滑有效地利用了待估数据及先验信息,实现了周跳的实时探测与估计。采用滤波改进算法和电离层残差法,分别对实测静态测量数据与动态测量数据进行测试分析比对,试验结果表明:滤波改进算法可探测3周以上的非差载波相位周跳,解决了Kalman滤波法对连续周跳无效的问题,一定程度上改善了滤波法的探测能力和探测范围,具有一定的可行性。
      通过分析滤波改进法和电离层残差组合的特性,提出了联合Kalman滤波和电离层残差组合的实时探测法,周跳探测与Kalman滤波估计平行进行,该方法能较好地处理静态测量数据中周跳的实时定位与估计问题。文中采用低动态的GPS车载测量数据进行仿实时数据处理试验,试验统计结果表明:在一定采样率的情况下,实时探测法可实时探测出大于1周的非差载波相位周跳,且周跳的估值基本正确。对于周跳中的小周跳、多周跳和连续周跳等情形,以及电离层残差法无法探测出来的一些特殊周跳组合,该方法均能正确处理,具有一定的实用性。 收起<<

  • 【作者】

    龙嘉露 

  • 【学科专业】

    大地测量学与测量工程

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    西南交通大学

  • 【导师姓名】

    熊永良

  • 【学位年度】

    2014

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    全球卫星导航系统  载波相位测量  周跳探测  滤波改进算法  数据处理