一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法技术

本发明专利技术公开了一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法，包括以下步骤：采集双频GNSS数据，并根据GNSS数据构建组合观测量；对组合观测量进行差分处理，得到差分后的组合观测量

A small cycle skip repair method based on GNSS high sampling rate data

【技术实现步骤摘要】
一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法
本专利技术涉及双频GNSS周跳修复领域，具体涉及一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法。
技术介绍
GNSS高精度定位依赖于毫米级精度的载波相位观测值，连续的GNSS高精度定位更是要求每个历元的载波相位的周跳能够被正确的探测和处理。即便是一周的周跳也会对高精度定位造成很大影响。虽然目前已经存在多种GNSS载波相位的周跳处理方法，但现有技术存在以下问题：1、逐颗卫星进行周跳探测与修复的方法常常需要引入伪距观测量，由于伪距精度较低，进而导致此类方法不容易探测出小周跳；2、多颗卫星同时进行周跳探测与修复的方法，虽然能够较好的探测修复小周跳，但对于动态观测条件下有多颗卫星发生小周跳时，方法的性能会降低，且这种方法一般需要较大的计算量，所以不能很好的适用于高采样率的数据，尤其是当观测卫星个数较多的情况；3、常用的几何距离无关组合方法虽然能够很好探测出周跳，但无法定位周跳发生的频率，也无法修复周跳的大小。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法解决了现有技术存在的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法，包括以下步骤：S1、采集双频GNSS数据，并利用GNSS数据构建组合观测量；S2、根据组合观测量，获取各频率载波相位的小周跳；S3、获取周跳候选值，并确定最终的周跳值，对小周跳进行修复。进一步地，所述步骤S1中组合观测量为：其中，和表示频率不同的以周为单位的载波相位观测值，λ1表示载波相位的波长，λ2表示载波相位的波长，N1表示载波相位的整周模糊度，N2表示载波相位的整周模糊度。进一步地，所述步骤S2中小周跳为：其中，|δN'1|<β1，δN'1表示与对应载波的小周跳，|δN'2|<β2，δN'2表示与对应载波的小周跳，表示k历元的组合观测量表示历元间差分的组合观测量，(·)d表示取小数运算，e表示整数，且Sgn(·)表示取符号运算，λ1表示载波相位的波长，λ2表示载波相位的波长，β1表示与对应载波的周跳计算系数，β2表示与对应载波的周跳计算系数，βi＝fi/(f1-f2)，i＝1或2，f1表示载波相位的频率，f2表示载波相位的频率。进一步地，所述步骤S3中的周跳候选值为δNi(1)和δNi(2)，所述δNi(1)和δNi(2)具体为：其中，i为1或2，i＝1时，i'为2；i＝2时，i'为1；Sgn(·)表示取符号运算。进一步地，所述步骤S3中确定最终周跳值δNi"的具体方法为：其中，δNi(1)和δNi(2)均表示周跳候选值，R(·)表示四舍五入运算，DNI(X)＝|R(X)-X|。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术在进行小周跳修复时，不需要引入伪距离观测量，且能够精准地探测出小周跳。(2)本专利技术复杂程度低，计算效率高，易于实现，能够很好地适用于高采样率数据。(3)本专利技术无需接收机位置信息，适用于动态和静态模式下的周跳探测与修复。附图说明图1为本专利技术提出的一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法流程图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。下面结合附图详细说明本专利技术的实施例。如图1所示，一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法，包括以下步骤：S1、采集双频GNSS数据，并利用GNSS数据构建组合观测量；S2、根据组合观测量，获取各频率载波相位的小周跳；S3、获取周跳候选值，并确定最终的周跳值，对小周跳进行修复。在本实施例中，所述步骤S1中采集的双频GNSS数据的载波相位观测方程为：其中，ρ表示卫星到接收机的距离，c表示光速，dt表示接收机钟差，dT表示卫星钟差，T表示对流层延迟，γ表示表示电离层系数，γ＝f12/f21，f1表示载波相位的频率，f2表示载波相位的频率，和表示频率不同的以周为单位的载波相位观测值，λ1表示载波相位的波长，λ2表示载波相位的波长，N1表示载波相位的整周模糊度，N2表示载波相位的整周模糊度，I1表示载波相位的电离层延迟。所述步骤S1中组合观测量为：在本实施例中，所述步骤S2包括以下分步骤：S2.1、将组合观测量用历元表示，得到k历元的组合观测量为S2.2、将k历元的组合观测量进行历元间差分处理，忽略高采样率数据的历元之间电离层的变化后，得到差分后的组合观测量为：其中，表示k历元的组合观测量，表示历元间差分的组合观测量，表示k-1个历元的组合观测量，δ表示历元之间的差分，δN1表示与对应载波的周跳，δN2表示与对应载波的周跳，δN1和δN2均为整数；S2.3、根据差分后的组合观测量获取周跳δN1和周跳δN2的关系为：S2.4、将周跳δN1和周跳δN2的关系式进行取小数运算，得到公式6和公式7：S2.5、令βi＝fi/(f1-f2)，可以得到公式8和公式9：S2.6、若|δN1/β1|小于1，则载波相位对应的周跳为小周跳，且周跳δN1小于4周；若|δN2/β2|小于1，则载波相位对应的周跳为小周跳，且周跳δN2小于3周；并由公式8和公式9可以得到小周跳表达式为：其中，|δN'1|<β1，δN'1表示载波相位对应的小周跳，|δN'2|<β2，δN'2表示载波相位对应的小周跳，f1表示载波相位的频率，f2表示载波相位的频率，(·)d表示取小数运算，e表示整数，且i＝1或2，Sgn(·)表示取符号运算，β1表示与对应载波的周跳计算系数，β2表示与对应载波的周跳计算系数。在本实施例中，因为|(δN1/β1)d|<1，可以得出|e|≤1，且由公式8可以得出e的符号与的符号一致，从而得到e的候选值为：在本实施例中，所述步骤S3包括以下分步骤：S3.1、根据e的候选值，确定修复后的周跳候选值δNi(1)和δNi(2)；S3.2、对周跳候选值进行判断，确定最终的周跳值δNi"；S3.3、根据最终的周跳值δN"i，对小周跳进行修复。所述步骤S3中的周跳候选值为δNi(1)和δNi(2)，所述δNi(1)和δNi(2)具体为：其中，i为1或2，i＝1时，i'为2；i＝2时，i'为1；Sgn(·)表示取符号运算。所述步骤S3中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、采集双频GNSS数据，并利用GNSS数据构建组合观测量；/nS2、根据组合观测量，获取各频率载波相位的小周跳；/nS3、获取周跳候选值，并确定最终的周跳值，对小周跳进行修复。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集双频GNSS数据，并利用GNSS数据构建组合观测量；
S2、根据组合观测量，获取各频率载波相位的小周跳；
S3、获取周跳候选值，并确定最终的周跳值，对小周跳进行修复。


2.根据权利要求1所述的基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法，其特征在于，所述步骤S1中组合观测量为：



其中，和表示频率不同的以周为单位的载波相位观测值，λ1表示载波相位的波长，λ2表示载波相位的波长，N1表示载波相位的整周模糊度，N2表示载波相位的整周模糊度。


3.根据权利要求1所述的基于GNSS高采样率数据的小周跳修复方法，其特征在于，所述步骤S2中小周跳为：






其中，|δN'1|<β1，δN'1表示与对应载波的小周跳，|δN'2|<β2，δN'2表示与对应载波的小周跳，表示k历元的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯威，黄丁发，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51