[发明专利]一种基于最优固定概率的三频周跳探测与修复方法

说明书

本发明提出了一种基于最优固定概率的三频周跳探测与修复方法，以固定概率最大为目标，优选三组线性组合，提高了三频周跳探测与修复的概率。现有方法中，一般分别独立考虑长波长、低组合噪声、低电离层延迟三个条件，由于三个条件无法同时满足，因此现有方法主要是定性的优选几组线性组合进行周跳探测与修复，周跳固定概率不高。本发明不再分别独立考虑这三个约束，而是将这三个约束转换为固定概率，以固定概率最大为目标，进行线性组合优选，使得三频周跳探测与修复概率最大，对充分发挥三频观测数据优势最终提高定位精度有重大意义。

技术领域

本发明涉及卫星导航系统高精度数据处理领域，特别是涉及一种三频周跳探测与修复方法。

背景技术

载波相位观测噪声比伪距观测噪声小2个数量级，在卫星导航系统高精度数据处理领域有着广泛的应用。实际环境中，由于信号遮挡、干扰等因素影响，载波相位观测值会发生整周跳变，一般将该现象称为周跳。周跳的出现打破了载波相位连续性，在载波相位观测值应用到高精度数据处理之前，必须进行周跳探测与修复。目前，以北斗、GPS为代表的卫星导航系统可以播发三频导航信号，为周跳探测与修复方法带来了信息冗余，提供了周跳固定概率。

三频周跳探测与修复方法的一般思路是选取三组线性独立的线性组合分别进行周跳探测与修复，当三个线性组合的周跳探测量固定后，再通过矩阵变换恢复各个频点的周跳值。传统方法在选取三组线性组合时，一般以长波长、低组合噪声、低电离层延迟为目标进行优选，但上述三个条件无法同时满足，因此传统方法只能给出几组相对较优的组合，三频观测数据带来的优势并未得到充分发挥。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种基于最优固定概率的三频周跳探测与修复方法，以固定概率最大为目标，优选三组线性组合，提高三频周跳探测与修复的概率。

三频周跳探测与修复方法一般需要选取三组线性独立的线性组合分别进行周跳探测与修复，当三个线性组合的周跳探测量固定后，再通过矩阵变换恢复各个频点的周跳值。传统方法在选取三组线性组合时，只能定性的以长波长、低组合噪声、低电离层延迟为目标，选取几组相对较优的组合，三频观测数据带来的优势并未得到充分发挥。本发明不再分别独立考虑长波长、低组合噪声、低电离层延迟三个条件，而是以最优固定概率为目标选择三组线性组合，使得周跳固定概率最大，充分发挥三频观测数据的优势，进行三频周跳探测与修复。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是：

一种基于最优固定概率的三频周跳探测与修复方法，对于卫星导航系统播发的三频导航信号，首先获取卫星导航系统三个频点的载波相位以及伪距，以最优固定概率为目标，构造卫星导航系统三组周跳探测组合以及对应的三组周跳探测组合探测量，恢复卫星导航系统三个频点各自的周跳值。

本发明中，所述卫星导航系统为能够播发三频导航信号的卫星导航系统。进一步地，卫星导航系统为北斗系统或者GPS系统。对于北斗系统，三个频点分别对应其B1，B2，B3三个频点。对于GPS系统，三个频点分别对应其L1，L2，L5三个频点。

本发明中，构造卫星导航系统三组周跳探测组合以及对应的三组周跳探测组合探测量，恢复卫星导航系统三个频点各自的周跳值，包括以下步骤：

1)获取卫星导航系统三个频点的载波相位以及伪距，利用公式(1)构造卫星导航系统第一组周跳探测组合：

其中，c为光速；φ₁,φ₂,φ₃分别为三个频点以米为单位的载波相位；ρ₁,ρ₂,ρ₃分别为三个频点以米为单位的伪距。

λ_i,j,k为第一组周跳探测组合波长，由公式(2)计算：