[发明专利]一种北斗三频周跳探测与修复方法

摘要

本发明涉及北斗三频周跳探测与修复方法，属北斗导航定位数据处理领域。包括步骤：获取任意一组北斗三个频段的伪距观测值和载波相位观测值；然后对伪距组合观测值和载波相位组合观测值构造出3个组合周跳检验量；在三个频段任意历元t加入不同的周跳组合，用3个组合周跳检验量来进行周跳的探测；最后将3个组合周跳检验量实际探测出的周跳值与周跳理论解对比，若一致，则通过将周跳检验量探测出的周跳值向下取整来完成周跳的修复，否则重新构造组合周跳检验量进行周跳探测。本发明可有效探测出北斗三个频段的任意大、小周跳，并且只需将探测出的周跳值向下取整即可完成周跳的修复，修复方法复杂度低，简单快捷，可快速修复周跳。

主权项

1.一种北斗三频周跳探测与修复方法，其特征在于：首先获取任意一组北斗B1、B2、B3三个频段的伪距观测值R₁,R₂,R₃和载波相位观测值然后用伪距相位法和电离层残差法分别对伪距组合观测值R_abc和载波相位组合观测值构造出3个组合周跳检验量；在B1、B2、B3三个频段任意历元t加入不同的周跳组合，用3个组合周跳检验量来进行周跳的探测，若检验量超过其阈值，则判断为发生了周跳；最后将3个组合周跳检验量实际探测出的周跳值与周跳理论解对比，若一致，则通过将周跳检验量探测出的周跳值向下取整来完成周跳的修复，若不一致则重新构造组合周跳检验量进行周跳探测；所述北斗三频周跳探测与修复方法的具体步骤如下：Step1、获取任意一组北斗B1、B2、B3三个频段的伪距观测值R₁,R₂,R₃和载波相位观测值Step2、用伪距相位法和电离层残差法分别对伪距组合观测值R_abc和载波相位组合观测值构造出3个组合周跳检验量；Step3、在北斗B1、B2、B3三个频段加入不同的周跳组合，用3个组合周跳检验量来进行周跳探测；若加入周跳后检验量超过其阈值，则判断为发生了周跳，此时进入到Step4；否则判断为未发生周跳；Step4、3个组合周跳检验量探测得到实际周跳值，将实际周跳值与周跳理论解对比，若一致，则将3个组合周跳检验量探测出的实际周跳值向下取整即可完成周跳的修复；若不一致则返回到Step2重新构造组合周跳检验量进行周跳探测；其中，周跳理论解是用伪距相位法选择的2个载波相位组合系数和用电离层残差法选择的1个组合系数联合的方程组求解得到的；式中ΔN1，ΔN2，ΔN3为加入的周跳组合；n1，n2，n3为探测出的周跳值向下取整后的实数值；f2,f3分别为北斗B2、B3两个频段的频率；i1,j1,k1是第一个载波相位组合系数；i2,j2,k2是第二个载波相位组合系数；所述步骤Step2中，构造3个组合周跳检验量的具体步骤为：Step2.1、先用伪距相位法构造出组合周跳检验量：用伪距组合观测值R_abc减去载波相位组合观测值并将其差值再在历元t间求差，得到伪距相位组合周跳检验量ΔN_ijk,abc；(2)式和(3)式中北斗三频伪距组合观测值Rabc为：Rabc＝aR1+bR2+cR3＝ρ+T+δr+ηabcI1+εabc  (4)式中a,b,c为伪距组合系数，均为实数，且满足a+b+c＝1；R₁,R₂,R₃分别为B1、B2、B3三个频段的伪距观测值，单位为米；为组合波长；N_ijk为组合模糊度；ΔR_abc为伪距观测值变化量；Δε_abc为伪距观测噪声变化量；为载波相位组合的电离层影响系数；为伪距组合的电离层影响系数；ε_abc是伪距组合观测噪声；北斗三频载波相位组合观测值为其中i,j,k是载波相位组合系数；分别为B1、B2、B3三个频段载波相位观测值，单位为周；λ₁,λ₂,λ₃分别为B1、B2、B3三个频段的波长；ρ是接收机和卫星间距；T是对流层延迟；δ_r是卫星轨道误差；N₁,N₂,N₃分别为三频载波相位各自的整周模糊度；I₁是B1频段载波相位只考虑一阶系数的电离层延迟，以m为单位；ε₁,ε₂,ε₃是三频载波相位各自的观测噪声；为电离层参数，ε_ijk为组合观测噪声；η_ijk,abc＝(η_ijk+η_abc)/λ_ijk是伪距相位组合电离层影响系数；是载波相位组合观测量的变化量；Δε_ijk为载波相位组合噪声变化量；ΔI₁为电离层延迟变化量；Step2.2、再用电离层残差法对载波相位组合观测值构造出电离层残差组合周跳检验量ΔΦ₂₃如下：式(6)中f₂,f₃分别为北斗B2、B3两个频段的频率；t为获取伪距观测值和载波相位观测值的时刻，也称历元，t+1为t的下一个时刻；分别为t历元时北斗B2、B3频段的载波相位观测值；分别为t+1历元时北斗B2、B3频段的载波相位观测值；所述步骤Step3中，3个组合周跳检验量的阈值对应为0.25、0.06、0.04周。