[发明专利]一种精密单点定位装置中的载波相位周跳修复方法

说明书

本发明提供了一种精密单点定位装置中的载波相位周跳修复方法，首先利用伪距和载波相位信息的组合方法，检测出在哪个频点出现周跳，并使用前后历元的伪距变化率和周跳的变化量得到周跳的具体值，并将该值的负值与以后所有历元的周跳值相加。消除大周跳后，利用电离层残差再次检测周跳，判断出周跳的频点和具体的值，并加以修复。本发明能够实时获得高精度的位置信息，位置精度达到厘米级，能够有效地用于高精度的测量和工程。

技术领域

本发明涉及一种载波相位周跳的修复方法，属于卫星导航高精度定位领域。

背景技术

精密单点定位是一种高精度的非差单点定位技术，只需全球少量测站确定的精密卫星轨道和卫星钟差产品，即可达到全球静态厘米级、动态分米级的定位服务。与采用差分观测量的精密单点定位相比，精密单点定位不需要建立参考站，在保证解算精度的同时，灵活机动，有效减少作业负担，降低作业成本。此外，采用非差观测模型，数据的利用率更高。

精密单点定位在进行连续的载波相位测量过程中，由于接收机发生失锁或信号被遮挡而使载波相位观测值的整周数突然发生跳跃。该周跳必将破坏载波连续性的规律，使观测值产生一种系统性的粗差，使得定位精度降低。周跳的探测与修复从本质上讲就是如何从载波相位观测值的时间序列中寻找可能存在的这种系统性的粗差并加以改正。

国内外学者提出了许多针对不同情况和不同精度的周跳探测和修复方法。目前常用的方法主要有高次差法、多项式拟合法、相位减伪距法、电离层残差法、宽巷相位减窄巷伪距法、小波变换法、卡尔曼滤波法等，但每个方法都存在不同的缺陷。例如，高次差法主要用于较大周跳的探测和修复；而多项式拟合法随着时间序列的递增，误差累积将使拟合值与实际观测值之差越来越大，导致无法进行周跳探测和修复等。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种针对精密单点定位中的双频载波相位周跳进行联合探测和修复方法，在卫星信号失锁或被遮挡而使载波相位发生周跳的情况下，能够实时地检测和修复大于1周的周跳和标记出野值，同时确定周跳发生的频率，实现高精度精密单点定位，保证了系统的可用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)卫导接收机接收卫星导航数据，包括时间、卫星号、伪距信息、载波相位信息和卫星星历；

(2)使用伪距和载波组合法检测周跳，判断每个频点上是否有周跳，如果存在周跳，采用前后历元的伪距变化率和载波变化量进行周跳修复；

(3)使用电离层残差法检测周跳，判断每个频点上是否有周跳，如果存在周跳，采用前后历元的伪距变化率和载波变化量进行周跳修复；

(4)重复步骤(1)～(3)，直至检测和修复全部数据。

本发明的有益效果是：能够实时获得高精度的位置信息，位置精度达到厘米级。本发明提供的精密定位装置及其周跳修复方法能够有效地用于高精度的测量和工程。

附图说明

图1是精密单点定位装置组成框图；

图2是装置的实现流程图；

图3是周跳检测和修复实现框图；

图4是伪距、载波法周跳检测结果示意图；

图5是电离层残差法周跳检测结果示意图；

图6是无周跳时的周跳检测结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明主要包括以下几方面的内容：

(一)精密单点定位装置