GNSS周跳探測與修復(fù)

GNSS定位測量GNSS周跳探測與修復(fù)主要內(nèi)容2023/5/1321.什么是周跳2.周跳的特性3.周跳的探測與修復(fù)4.小結(jié)2023/5/133本次課涉及到的名詞載波相位測量中的整周計數(shù)載波相位測量中的不足一整周的部分1.什么是周跳2023/5/134正確正確少n周正確少n周正確少n周正確計數(shù)器中止累積計數(shù)丟失n周這種整周計數(shù)出現(xiàn)系統(tǒng)偏差而不足一周的部分仍然保持正確的現(xiàn)象稱為整周跳變。衛(wèi)星接收機時刻時刻1.什么是周跳2023/5/135產(chǎn)生周跳的原因信號被遮擋，導(dǎo)致衛(wèi)星信號無法被跟蹤儀器故障，導(dǎo)致差頻信號無法產(chǎn)生衛(wèi)星信號信噪比過低，導(dǎo)致整周計數(shù)錯誤接收機在高速動態(tài)的環(huán)境下進行觀測，導(dǎo)致接收機無法正確跟蹤衛(wèi)星信號衛(wèi)星瞬時故障，無法產(chǎn)生信號2.周跳的特性2023/5/136只影響整周計數(shù)——周跳為波長的整數(shù)倍將影響從周跳發(fā)生時刻（歷元）之后的所有觀測值周跳的特性周跳的探測必須要進行歷元差分原始數(shù)據(jù)歷元間差分歷元歷元3.周跳的探測與修復(fù)2023/5/1371.歷元間高次差分2.多項式擬合法3.用雙頻觀測值來探測、修復(fù)周跳4.三差觀測值解基線回代法周跳探測與修復(fù)的幾種代表性方法周跳的探測與修復(fù)實質(zhì)就是如何從載波相位觀測值的時間序列中尋找可能存在的這種系統(tǒng)性的粗差并加以改正。2023/5/1383.周跳的探測與修復(fù)1.歷元間高次差分一般對原始數(shù)據(jù)進行歷元間差分適用于單頻/雙頻接收機主要受限于接收機鐘的穩(wěn)定性連續(xù)周跳探測困難只能探測修復(fù)大周跳可根據(jù)差分后周跳在不同歷元被放大的倍數(shù)不同這一特點修復(fù)3.周跳的探測與修復(fù)序號iInt(φ)+Fr(φ)一次差二次差三次差四次差五次差

30464623.1581

11210.0672

31475833.2251398.6859

11608.75311.1281

32487441.9784399.81401.379112008.56712.5072-1.958733499450.5455402.3212-0.579612410.88831.92771.543534511861.4338404.24890.963912815.13722.8916-1.236035524676.5710407.1405-0.272113222.27772.6195-0.149836537898.8487409.7600-0.421913632.03772.1976037551530.8864411.9576-0.421914043.99511.775738565574.8817413.7333

14457.7284

39579932.6101

2023/5/1391.歷元間高次差分相位觀測值的高次差（無周跳）四次差已趨于0，呈現(xiàn)偶然誤差特性。主要是由接收機鐘誤差引起。徑向速度徑向加速度=511861.4338—499450.54553.周跳的探測與修復(fù)序號iInt(φ)+Fr(φ)一次差二次差三次差四次差五次差

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32487441.9784399.81401.379112008.56712.5072-101.958633499450.5455402.3212-100.579512410.8883-98.0723401.543534511861.4338304.2489300.963912715.1372202.8916-601.236035524576.5710507.1405-300.272113222.2777-97.3805399.850236537798.8487409.760099.578113632.03772.1976-100.000037551430.8864411.9576-0.421914043.99511.7757

38565474.8817413.7333

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2023/5/13101.歷元間高次差分有周跳時的高次差含有周跳誤差量逐次放大3.周跳的探測與修復(fù)2023/5/13111.歷元間高次差分

鐘差引起的原始觀測值觀測誤差推導(dǎo)在以上假設(shè)下，歷元間五次差分后能探測的最小周跳一次差分后，能探測的最小周跳為原始觀測值可探測的最小周跳同理，經(jīng)過五次差分后，能探測的最小周跳為：2508cylce3.周跳的探測與修復(fù)2023/5/13122.多項式擬合法多項式擬合數(shù)學(xué)模型切記：擬合觀測值必須是經(jīng)過歷元差分后的觀測值最小二乘求解擬合系數(shù)根據(jù)擬合殘差探測周跳3.周跳的探測與修復(fù)2023/5/13132.多項式擬合法站際星際雙差觀測數(shù)據(jù)；顯然有多個大周跳采用多項式擬合剔除大周跳后的雙差序列3.周跳的探測與修復(fù)2023/5/13142.多項式擬合法一段沒有周跳的三差觀測值經(jīng)多項式擬合后的殘差3.周跳的探測與修復(fù)2023/5/13152.多項式擬合法多項式擬合階數(shù)不宜太高，超過4階就會震蕩擬合標(biāo)準差隨著階數(shù)的增加迅速減小擬合時應(yīng)給于階數(shù)和標(biāo)準差雙重條件限制周跳數(shù)量不能太多3.周跳的探測與修復(fù)2023/5/13163.用雙頻觀測值來探測、修復(fù)周跳雙頻接收機有f1、f2兩個頻率，對某GPS衛(wèi)星的載波相位觀測值可寫為：采用雙頻載波相位觀測值的組合，并考慮電離層折射改正，有：3.周跳的探測與修復(fù)2023/5/13174.三差觀測值解基線回代法利用三差迭代解基線回代探測周跳的數(shù)學(xué)模型：非差相位觀測方程雙差相位觀測方程（忽略各項殘留誤差的影響）三差相位觀測方程（消除整周模糊度）4.小結(jié)2