GPS非差数据周跳探测方法研究

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GPS观测数据的周跳探测与修复研究开题报告

4、得出本次探讨的一些结论。
三、课题的阶段安排杂志、简报、说明书等文献资料和书籍。
第二阶段：
认真学习查阅的资料，掌握周跳探测与修复的相关理论，清楚周跳探测与修复的基本思路。
第三阶段：
通过合理的数据处理，得出精确反映周跳变化的检测量序列，从检测量序列中探测出周跳发生的位置和大小并修复，最后将周跳改正后的数据序列参与解算。
第四阶段：
进行资料的整理，撰写毕业论文。
四、作业时间安排
1调研、查阅相关文献和资料，撰写开题报告4月01日～4月09日
2研究、设计、上机、撰写毕业论文4月10日～6月04日
3指导教师评阅论文6月05日～6月10日
4毕业论文答辩6月11日～6月12日
五、预期结果
针对本次课题的研究，在理论上预期可以完成差分法、多项式拟合法、以及在精密单点定位中的双频GPS数据的周跳探测与修复的解决方案；在应用上，预期能针对GPS接收机所采集的数据，以及部分商用GPS数据处理软件，通过对这些数据的整理、计算和分析，得出精确反映周跳变化的检测量序列，从检测量序列中探测出周跳发生的位置和大小并修复，最后将周跳改正后的数据序列参与解算。
本论文将针对双频观测值来讨论GPS观测数据中的周跳探测与修复问题，主要研究高次差法、伪距载波相位组合法，载波相位变化率法。
二、课题的研究内容和方法
利用GPS测量的大量原始数据，作为研究GPS观测数据中的周跳探测与修复的基础数据，以及部分商用GPS数据处理软件，通过对这些数据的整理、计算和分析，提出GPS观测数据中周跳探测与修复的解决方案。论文主要内容如下：
六、完成任务所具备的条件因素
1、进行数据采集时所需仪器：GPS接收机。
2、数据下载时所需软硬件：计算机、Map330 Dowload软件。

GPS非差数据周跳探测方法研究

GPS非差数据周跳探测方法研究张顺;姚宜斌;陈鹏;吴寒【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2012(032)001【摘要】分析讨论电离层扰动时期TurboEdit和TECR两种方法探测周跳的效果.通过选择不同采样间隔、电离层活动水平的观测数据,进行周跳探测实验.结果表明,对于GPS非差数据,TurboEdit组合无法探测6周以内的宽巷周跳；而TECR可以探测所有的周跳组合,但要求数据的采样间隔≤1 s.%We present an analysis of two cycle slip detection methods; TurboEdit and TECR. The effects of cycle slip detection with these two methods during ionospheric disturbance are studied. Cycle slip detection experiments were carried out by selecting observed data with different sampling intervals and different levels of ionospheric activity. The results show that, for the un-differenced GPS data, the TurboEdit combination cannot detect wide lane cycle slips within 6 cycles,while the TECR method can detect any combination of cycle slips, but the sampling interval must be less than or equal to 1 second.【总页数】4页(P101-104)【作者】张顺;姚宜斌;陈鹏;吴寒【作者单位】武汉大学测绘学院,武汉 430079;武汉大学测绘学院,武汉 430079;武汉大学测绘学院,武汉 430079;武汉大学测绘学院,武汉 430079;重庆市地理信息中心,重庆401121【正文语种】中文【中图分类】P207【相关文献】1.一种GPS三频非差周跳探测相位组合的优选方法研究 [J], 董丽娜;袁运斌;王海涛;王永乾2.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 [J], 喻家碧;孙伟;伍岳3.BDS/GPS双频三差组合周跳探测与修复方法研究 [J], 王涛; 蔡东健; 周旺辉; 梅雪琴4.用拟准检定法探测和修复GPS数据中的粗差和周跳 [J], 韩保民;欧吉坤;柴艳菊5.GPS三频非差观测数据周跳的自动探测与改正研究 [J], 范建军;王飞雪;郭桂蓉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

GPS周跳探测方法研究

GPS周跳探测方法研究发表时间：2016-05-31T15:01:14.080Z 来源：《基层建设》2016年3期作者：程芳菲李世超邹艳朱亚磊林士林[导读] 河南辉腾测绘服务有限公司 GPS周跳探测与修复的方法主要有多项式拟合法、电离层残差法、Melbourne-Wübbena组合法、三差法。

程芳菲李世超邹艳朱亚磊林士林河南辉腾测绘服务有限公司河南省郑州市 450000 摘要：周跳（cycle clips）是在全球定位系统技术的载波相位测量中，由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。

正确地探测并恢复周跳，是全球定位系统载波相位测量中非常重要且必须解决的问题之一。

本文主要讨论的是Blewitt组合探测方法探测周跳，通过程序对数据处理，验证Blewitt组合探测方法可以探测小周跳和等距周跳。

关键词：GPS；周跳；Blewitt组合探测方法GPS周跳探测与修复的方法主要有多项式拟合法、电离层残差法、Melbourne-Wübbena组合法、三差法。

几种方法有各自的特点，有各自的适用范围。

为了便于计算机计算，常采用多项式拟合的方法。

根据若干个相位观测值拟合一个n阶多项式，据此多项式来预估下一个观测值并与实测值比较，从而发现周跳并修复。

这是多项式拟合法，便于计算，由于四次差或五次差一般呈偶然误差特性，无法用函数拟合，，所以多项式取四阶或五阶即可。

1 高次差法探测随着卫星和接收机的不段运动，接收机和卫星间的距离不断改变，观测的载波相位观测值也不断变化，但观测值之间没有发生周跳的时候，数据是连续的平滑的函数，如果发生周跳，这种平滑将被打断，严重破坏这种规律，高次差法就是根据这来探测与修复周跳。

高次差法的基本思想是在历元间多次求差其基本算法是对载波相位观测值的时间序列，其中某一历元发生周跳，对其进行一次、二次、三次和四次差，通过历元间的多次求差，观测数据的周跳被放大。

高次差法实际与多项式拟合法是等价的。

GPS周跳探测两种方法的研究

相位减伪距法的表达式为：Ａ咖一Ｒ＝一２，＋Ａａ＋（ｍ６一ＭＲ）＋（６咖一ＢＲ）
（３）
作为未知数，对基于三差解探测与修复周跳的方法进行了研究 ¨ ；Ｂｌｅｗｉｎ提出了利用双频Ｐ码组合观测值探测以及修复周跳进行了研究等。这些方法的提出丰富了周跳探测以及修复的理论，提高了探测的效率及可靠性。但是这些方法对于快速探测出周跳存在不足，因此本文从如何快速高效的探测出周跳人手，利用相位减伪距法、电离层残差法来进行周跳探测的研究。
题进行了研究；Ｂａｓｔｏｒｓ采用Ｋａｌｍａｎ滤波方法进行了研究；袁洪、万卫星等采用数据探测方法把周跳
路径误差；是相位测量误差。
由于伪距测量值不存在整周模糊度的问题，故可以认为伪距测量不存在周跳。根据伪距和载波相位的观测方程，在公式之间求差可以消除接收机和卫星钟差的影响ｎ。
糊度还要重要。如果不能准确的确定整周模糊度，
还可以得到实数解或三差解，只不过是它的精度比
差，即站星之间传播路径上相位的变化差 ¨ 。相位
观测的方程为：
固定解的低。假如不能准确的发现周跳，那么观测值中就存在偏差，这样就会得到错误的解 ¨。。

GPS 周跳的探测与修复解析

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
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。
1.3791 -100.5795 300.9639 -300.2721 99.5781
23
24 25 26 27 28
499450.5455
511861.4338 524576.5710 537798.8487 551430.8864 565474.8817
402.3212
304.2489 507.1405 409.7600 411.9576
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）
2
i2 i21
( NW , i NW , i 1 )2 i21 i
3.1 周跳的探测(IV)（续）

卫星定位周跳探测研究方法综述

卫星定位周跳探测研究方法综述冯亚萍（咸阳师范学院实验室管理处，陕西咸阳712000）摘要：周跳探测是高精度卫星导航定位数据预处理的重要部分，对定位精度的提高以及后续数据处理及应用起到相当重要的作用。

基于此目的，文章根据分析周跳时利用信号频率的多少，对现有文献进行了单频、双频和三频三个主要周跳探测手段的分类，总结了各种周跳探测手段包含的方法及存在的优势和不足。

单频周跳探测所需数据少，探测简单易行，但对小周跳探测不敏感；双频、三频探测精度高，但需要更多频率的数据且探测存在不敏感周跳组合。

对这些问题目前一般通过单差或双差观测值、数学降噪、数据处理弱化电离层、组合系数最优化、多种探测法联合等手段加以克服。

该文的分析和总结将为以后的周跳探测技术发展提供一定参考。

关键词：卫星导航定位；周跳探测；数据预处理；单、双、三频信号；探测方法中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：2096-9759（2023）07-0046-03A review of the research methods of satellite positioning cycle slip detectionFENG Yaping(Laboratory Mangement Department,Xianyang Normal University,Xianyang712000,Shaanxi,China) Absrtact:Cycle slip detection is an important part of high precision satellite navigation and positioning data pre-processing,w hich plays an important role in improving positioning accuracy and subsequent data processing and application.For this purpose, this paper classifies the single-frequency,double-frequency and triple-frequency detection methods according to the frequency of the signal used in cycle slip analysis,and summarizes the methods of cycle slip detection and their advantages and disadvantages. Single frequency cycle slip detection requires less data and is easy to detect,but is not sensitive to small cycle slip detection. Dual frequency and triple frequency detection have high accuracy,but more frequency data is needed and the detection has insensitive cycle slip combinations.Currently,these problems are generally overcome by means of single or double difference observations,mathematical noise reduction,data processing to weaken the ionosphere,optimization of combination coefficients, and the combination of multiple detection methods.The analysis and summary of this article will provide some reference for the development of cycle slip detection technology.Keywords:satellite navigation and positioning;cycle slip detection;Data pre-processing;single,dual and triple frequency sig-nals;detection method1引言全球卫星导航定位系统发展迅猛、应用广泛，从最开始的军事领域已经发展到了智能交通、通信、智慧出行、滑坡监测、防灾减灾等各个方面，成了日常生活中不可缺少的组成，随着其更深一步的作用于日常生活，人们对定位精度的要求也越来越高。

GPS载波相位观测值中周跳探测与修复的研究

式，以相位与伪距差法和电离层残差法相结合来探测与修复周跳。通过对同一组无周跳的数据采取人为加入周跳，
比较两种周跳探测与修复方法的优缺点，以相位与伪距之差组合为辅助，查大周跳，电离层残差组合方法再对检用
ｎａ）
ＡｂｔａｔＡｅｍｅｈｄｏｙｌｌｓｄｔｃｉｎｉｃｒｉｄｆｒｔｅｃｃｅｓｉｓｒｉｅｈｒｅｔｔｎｏｓｒｃ：ｎｗｔｏｆｃｃｅｓｉｅｅｔａｒｅｏｈｙｌｌａｓｄｉｔｅｏｉｎａｉｆＧＰＳｐｏｓｐｎｏｃｒｉｒｐａｅＣｏｉａｉｎｏｈｈｓｅｕｅｆｌｅｄｓａｃｗｎｈｏｉｅａｅｅｎｎｅｈｄｏａｒｅｈｓ．ｍｂｎｔｏｆｔｅｐａｅｒｄｃａｓｉｔｎｅｌａｄｔｅｉｎｚｄｌｙｒｒｍａｔｍｔｏｆａｄｆｅｅｃｓｄｔｅｅｔａｄｒｃｖｒｃｃｅｓｉｓｂｓｄｏｈｉｅｒｙｃｍｂｎｔｎｌｄｌｏｎｄｆｅ — ｉｒｎｅｉｕｅｏｄｔｃｎｅｏｅｙｌｌａｅｎｔｅｌａｌｏｆＳｐｎｉａｉａｏｍｏｅｓｆｕ — ｉｆｒｅｃｄｐａｅｏｓｒａｉｎ．Ｔｈｗｏｄｆｅｅｔｅｈｄｒｏａｅｙａｄｎｙｌｌｓｉｔａａｗｉｏｔｎｅｈｓｂｅｖｔｏｓｅｔｉｒｎｔｏｓａｅｃｍｐｒｄｂｄｉｇｃｃｅｓｉｎｏｄｔｔｕｆｍｐｈｃｃｅｓｉｓａｔｆｉｌａｄｂｇｃｃｅｓｉｓａｅｅａｎｄｂｓｄｏｈｉｅｅｃｅｗｅｎｐａｅａｄｆｌｅｄｓｙｌｌｒｉｃａｌｐｉｙ，ｎｉｙｌｌｒｘｍｉｅａｅｎｔｅｄｆｒｎｅｂｔｅｈｓｎａｓｉ— ｐｆｔｎｅＴｈｙｌｌｓｉａａｏｈｕｌｆｅｕｎｙｃｒｉｒｐａｅａｅｄｔｃｅｎｅｏｅｅｙｔｅｃｍｂ — ａｃ．ｅｃｃｅｓｉｎｄｔｆｔｅｄａｒｑｅｃａｒｅｈｓｒｅｅｔｄａｄｒｃｖｒｄｂｈｏｉｐｎｔｏａｔｏｆｉｎｚｄＩｙｒｄｆｅｅｃ．ＴｈｘｍｐｅｖｒｆｓｔａｈｅｈｄｃｎｄｔｃｎｅｏｅａｉｎＩｍｅｈｄｏｉａｅｉｆｒｎｅｏｅｅｅａｌｅｉｅｈｔｔｅｍｔｏａｅｅｔａｄｒｃｖｒｉ

一种GPS三频非差周跳探测相位组合的优选方法研究

ＡＰＰＬＩＥＤＴｏＵＮＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥＤＣＹＣＬＥＬＩＤＥＴＥＣＴＩＮＳＰＯ
ＤｏｇＬｎ，Ｙｕａｎｉ ¨ ＷａｇＨａｔｏ）ａｎｎｑａ。ｎｉａ，ｎＹｕｂｎｎｉａｎｄＷａｇＹｏｇｉｎ，）
第３卷第３２期
２２年６月１０
大地测量与地球动力学
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＤＥＹＡＮＤＧＤＹＮＯＳＥＯＡＭＩＳＣ
Ｖｏ．２Ｎｏ３１３．
Ｊｎ２１ｕｅ，０２
文章编号：６１５４（０２０－１６０１７．９２２１）３００－５
ＡｂｔａｔＴｅｍｏｅｆｒｐｉｕｅｃｏｆｈｅｔｕｎｉｅｆｒｌ．ｅｕｎｙｃｃｌｏｂｎｔｎｓｒｃｈｄｌｏｔｍｓｌｔｎｏｔｅｔａｔｉｓｉｅｆｑｅｃｙｌｓｐｃｍｉａｏｓｉｏｍｅｉｓｑｔｏｔｐｒｅｉｉｓ
一
种ＧＳ三频非差周跳探测相位组合的Ｐ优选方法研究
董丽娜，袁运斌王海涛王永乾，
Hale Waihona Puke ／）１中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室，武汉
＼）国科学院研究生院，京２中北１０４００９
，
ｆ）ｅｅＬｂ（ｒｏＧｄＹｎＥｒ’ＤｎｉＩ，Ａ，肌４０１Ｓｙａｒ。ｅｅｄａｈｓｙｍ，ＧＣＳｋｏｆ。ｓｎｔ。ｃＧｚｙ３７０７

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、
２ＧｏｒｐｉＩｏｍａｉｅｔｈｎｑｎｎｃａｉ，Ｃｏｇｉｇ４１２／）ｅｇａｈｃｎｒｔｎＣｎｅｏＣｏｇｉｇＭｕｉｐｌｙｈｎｑｎ０１ｆｏｒｆｉｔ１ＡｂｓｒｃＷｅｐｅｅｔｎａａｙｉｏｏｃｃｅｓｐｄｔｃｉｎｍｔｏｓＴｒｏｄｔｎＥＲｈｆｃｓｔａｔｒｓｎｎｌｓｓｆｗｙｌｌｅｅｔｅｈｄ：ｕｂＥｉａｄＴＣ．Ｔｅｅｅｔａｔｉｏ
ห้องสมุดไป่ตู้
１引言
ＧＳ密单点定位（Ｐ）用非差观测值进行Ｐ精ＰＰ利单点定位，其误差不能用差分方法消除。因此，差非定位模式的周跳探测比差分定位模式的周跳探测更
加困难。卜常用的周跳探测方法有高次差法、项式拟合多
ｃｃｅｓｉｓｕｈａｌｇｉｔｒａｓｅｌｓｈｎｏｑａｏ１ｓｃｎ．ｙｌｌ，ｂｔｅｓｍｐｉｎｅｖｌｍｕｔｂｅｓｔａｒｅｕｌｔｅｏｄｐｔｎＫｅｒｓｙｗｏｄ：ＧＰ；ｃｃｅｓｉＳｙｌｌｐ；Ｔｒｏｉ：ＴＲ；ｃｍｂｎｔｎｍｅｈｄｕｂＥｄｔＥＣｏｉａｉｔｏｏ
针对Ｔｒｏｄｔ法无法应对电离层变化的缺ｕｂＥｉ算
点，ｉ］引入了电离层总电子含量变化率Ｌｕｌｏ（ＥＲ）的方法，以此来取代Ｔｒｏｄｔ中的ＧＴＣ并ｕｂＥｉＦ组合，即联合使用ＭＷ组合和ＴＣＥＲ方法，以在电可
应用到ＧＰＹ软件中。Ｔｒｏｄｔ法有一个假ＩＳ但ｕｂＥｉ算
设，电离层的电子含量是均匀变化的。即此外，果如
．、
同时发生６周以内相同大小的周跳，ｕｂＥｉＴｒｏｄｔ
算法无法发现此类周跳］。
层活动水平的观测数据，进行周跳探测实验。结果表明，于ＧＳ非差数据，ｕｂＥｉ组合无法探测６周以内的宽对ＰＴｒｏｄｔ巷周跳；ＴＣ而ＥＲ可以探测所有的周跳组合，但要求数据的采样间隔 ≤ １Ｓ。
关键词ＧＳ周跳；ｕｂＥｉＴｃ；Ｐ；Ｔｒ０ｄ；ＥＲ组合法
第３卷第１２期
２０１２年２月
大地测量与地球动力学
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＤＥＹＳＡＮＤＧＥＯＤＹＮＡＭＩＣＳ
Ｖｏ｜．１３２Ｎｏ１
Ｆｂ．０２ｅ．２１
文章编号：６１５４（０２Ｏ－１１０１７－９２２１）１００－４
中图分类号：２７Ｐ０
文献标识码：Ａ
ＲＥＳＥＡＲＣＨｏＮＣＹＣＬＥＳＬＩＤＥＴＥＣＴＩＮＥＴＨｏＤＳＰｏＭ
ＦｏＲＵＮ．ＦＦＥＲＥＮＣＥＤＰＳＤＡＴＡＤＩＧ
ＺｈｎｈｕａｇＳｎ¨
，
ＹａｂｉｏＹｉｎ¨
，
Ｃｈｅｎｇ）ａｄＷｕＨａｎＰｅｎｎ，）
／）ｃｏｌｆＧｏｅｙａｄＧｏｔｓｕａｎｖｒｉ，ｈｎ３０９１Ｓｈｏｅｄｓｎｅｍａｉ，ＷｈｎＵｉｓｙＷｕａ４０７ｏｃｅｔ
ＧＰＳ非差数据周跳探测方法研究
张顺姚宜斌陈鹏吴
，）武汉大学测绘学院，汉１武
４０７、３０９
＼）重庆市地理信息中心，２重庆
４１２／０１１
摘要分析讨论电离层扰动时期ＴｒＥｉＥＲｕｂｄ和ＴＣ两种方法探测周跳的效果。ｏｔ通过选择不同采样间隔、电离
ｏｙｌｌｐｄｅｅｔｏｔｈｓｗｏｍｅｈｄｓｄｉｏｏｐｈｒｃｄｓｕｂｎｅａｅｓｕｄｅｆｃｃｅｓｉｔｃｉｎｗｉｈｔｅｅｔｔｏｕｒｎｇｉｎｓｅｉｉｔｒａｃｒｔｉｄ．Ｃｙｌｌｐｄｔｃｉｎｃｅｓｉｅｅｔｏｅｐｅｉｎｓｗｅｅｃｒｉｄｏｙｓｌｃｉｂｅｖａａｗｉｈｄｉｆｒｎａｌｎｎｅｖｌｎｉｆｒｎｅｅｓｏｘｒｍｅｔｒａｒｅｕｔｂｅｅｔｎｇｏｓｒｅｄｄｔｔｆｅｅｔｓｍｐｉｇｉｔｒａｓａｄｄｆｅｅｔｌｖｌｆｉｎｏｐｈｒｃｃｉｉｙ．Ｔｈｅｅｕｌｓｈｗｔｔｆｒｈｅｎ．ｆｅｅｃｄｏｓｅｉａｔｖｔｒｓｔｓｏｈａ，ｏｔｕｄｉｒｎｅＧＰＳｄａａ．ｔＴｕｂＥｄｔｏｉａｉｎｔｈｅｒｏｉｃｍｂｎｔｏｃｎｎｔｄｔｃｄｌｎｃｃｅｌｐｓｗｉｈｉｃｃｅｗｈｉｅｔａｏｅｅｔｗｉｅａｅｙｌｓｉｔｎ６ｙｌｓ．ｌｈｅＴＥＣＲｔｏａｔｃｎｙｃｍｂｉａｉｎｏｍｅｈｄｃｎｄｅｅｔａｏｎｔｏｆ