[发明专利]基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法

摘要

本发明公开了一种基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法，通过确定历元间电离层延迟变化量和历元间MW组合观测值变化量的隶属度判断观测值是否有周跳发生，并对难以确定是否有周跳发生的观测值进行降权处理；本发明可有效解决以往周跳探测数据处理过程中阈值难以可靠确定的问题，进而改善GNSS精密数据处理的精度和可靠性。

主权项

1.一种基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取历元间电离层延迟变化量的隶属度；具体实现包括以下子步骤：步骤1.1：计算所有可视卫星的历元间电离层延迟变化量(ΔLIF)i；(ΔLIF)i＝LIF(t+1)‑LIF(t)；其中，L_IF(t)、λ₁和λ₂分别为历元时刻t的L₁载波相位观测值、L₂载波相位观测值、无距离组合观测值、L₁载波相位波长和L₂载波相位波长；和L_IF(t+1)分别为历元时刻t+1的L₁载波相位观测值、L₂载波相位观测值和无距离组合观测值；对于当前历元所有可视卫星的(ΔLIF)i，若前一历元不存在当前历元可视卫星信息，则往前遍历6个观测历元，如果仍获取不到对应的卫星信息，则该可视卫星失锁时间较长并将其标记为周跳；对周跳检测量加权；历元间电离层延迟变化量采用高度角定权，即Pi＝sin(elei)；将(ΔLIF)i分别和权相乘得到加权后的历元间电离层延迟变化量；其中elei表示卫星高度角；步骤1.2：获取历元间电离层延迟变化量的最大值max、最小值min；步骤1.3：获取历元间电离层延迟变化量的模糊加权均值mean、历元间电离层延迟变化量的均方根误差σ、历元间电离层延迟变化量的隶属度μi；式中，x_i＝(ΔL_IF)_i·P_i；为所有历元间电离层延迟变化量隶属度的总和，n为历元间电离层延迟变化量数量；由于σ的值不会对求取模糊加权均值产生影响，故σ的初始值取σ＝max‑min；公式(1)中的mean从最小值min开始遍历，循环至最大值结束，循环步长为0.001m；每次循环可得到各个(ΔL_IF)_i的隶属度，按公式(2)可计算出所有隶属度的总和使达到最大值的mean值便为模糊加权均值；将模糊均值mean和均方根误差σ代入至公式(1)便可得到历元间电离层延迟变化量的隶属度；步骤2：根据历元间电离层延迟变化量的隶属度确定发生周跳的观测值；步骤3：获取历元间MW组合观测值变化量的隶属度；具体实现包括以下子步骤：步骤3.1：计算所有可视卫星的历元间MW组合观测值变化量(ΔMW)i；其中，P₁(t)、P₂(t)分别为历元时刻t的MW组合观测值、L₁频率上的伪距观测值和L₂频率上的伪距观测值，P₁(t+1)、P₂(t+1)分别为历元时刻t+1的MW组合观测值、L₁频率上的伪距观测值和L₂频率上的伪距观测值，f₁、f₂分别为L₁载波频率和L₂载波频率；步骤3.2：利用获取历元间电离层延迟变化量隶属度μi的原理，确定历元间MW组合观测值变化量的隶属度；步骤4：根据历元间MW组合观测值变化量的隶属度确定发生周跳的观测值。