[发明专利]基于多普勒辅助的MW组合法探测与修复周跳改进的方法有效
申请号: | 201810331063.3 | 申请日: | 2018-04-13 |
公开(公告)号: | CN108572377B | 公开(公告)日: | 2021-06-11 |
发明(设计)人: | 纪元法;贾茜子;孙希延;严素清;彭良福;李有明;张馨方;赵松克 | 申请(专利权)人: | 桂林电子科技大学 |
主分类号: | G01S19/14 | 分类号: | G01S19/14;G01S19/29 |
代理公司: | 桂林市华杰专利商标事务所有限责任公司 45112 | 代理人: | 刘梅芳 |
地址: | 541004 广西*** | 国省代码: | 广西;45 |
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摘要: | 本发明公开了基于多普勒辅助的MW组合法探测与修复周跳改进的方法,其特征是,包括如下步骤:1)获取L1、L2的观测数据;2)获得载波相位和测码伪距观测方程;3)得到MW组合观测模型;4)计算出周跳;5)得到MW组合的平均宽巷模糊度和均方根;6)判断周跳;7)确定多普勒值与载波相位和时间的关系;8)得到多普勒积分观测模型;9)在L1频段信号、L2频段信号载波相位上分别添加m、n周的周跳;10)改进后的观测值重新进行多普勒积分运算;11)判断周跳发生;12)获得结果。这种方法能分辨出GPS信号L1和L2周跳发生的载波位置。 | ||
搜索关键词: | 基于 多普勒 辅助 mw 组合 探测 修复 改进 方法 | ||
【主权项】:
1.基于多普勒辅助的MW组合法探测与修复周跳改进的方法,其特征是,包括如下步骤:1)获取L1、L2的观测数据:分别获取T个GPS系统中L1、L2频段信号的载波相位
码伪距P1、P2以及多普勒观测值D1、D2;2)获得载波相位和测码伪距观测方程:GPS系统中载波相位和测码伪距基本观测方程为公式(1)‑公式(4);![]()
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式中:λ1和λ2分别表示系统中L1频段信号和L2频段信号载波上的波长,f1和f2分别为对应的频率且f1=154×10.23MHz,f2=120×10.23MHz;
和
表示以周为单位的载波相位观测值;ρ为接收机到卫星P之间的几何距离;C表示光速;δtu和δts分别代表接收机钟差和卫星P的钟差;I为电离层延迟误差;T为对流层延迟误差;N1和N2分别为L1和L2载波相位观测值的整周模糊度;3)得到MW组合观测模型:根据公式(1)‑公式(4)对载波相位观测值和码伪距观测值进行MW组合,得到MW组合观测模型:
式中,λMW=C/(f1‑f2)和NMW=N1‑N2分别表示宽巷波长和宽巷模糊度;4)计算出周跳:结合步骤3)得到的MW组合观测模型解算出接收机在历元i的MW周跳检验量:
5)得到MW组合的平均宽巷模糊度和均方根:递推计算前i个历元的平均宽巷模糊度以及均方根,递推公式为:![]()
其中,
为前i个历元宽巷模糊度的平均值;σ(i)表示前i个历元的标准差;6)判断周跳:结合步骤5)中获得的平均宽巷模糊度和均方根进行组合,对周跳进行判断,若满足如下两个条件,则认为当前历元存在周跳:
|(NMW(i)‑NMW(i+1)|≤1 (10)但是由于NMW=N1‑N2,当N1、N2同时产生相同周跳时,MW组合观测方程是无法检测出来的;7)确定多普勒值与载波相位和时间的关系:对于步骤6)无法用MW判断出周跳的历元,采用多普勒积分来对周跳进行判断,GPS多普勒值D表示载波相位的瞬时变换率,即
式中,
表示载波相位观测值;t表示观测时刻;8)得到多普勒积分观测模型:根据多普勒积分分别对载波相位L1频段信号、L2频段信号分别进行周跳的检测,L1频段信号的载波相位
与多普勒值D联合,根据周跳检测模型公式(12)求出L1频段信号在某些历元A的周跳值ΔN1;L2频段信号的载波相位
与多普勒值D联合,根据公式(12)求出L2频段信号在某些历元B的周跳值ΔN2:
式中,ΔN表示残差,即周跳检验量,
D分别表示载波相位和多普勒观测值,其中,单位分别为周和Hz,Δt表示第i和i‑1历元的时间间隔,即Δt=ti‑ti‑1;9)在L1频段信号、L2频段信号载波相位上分别添加m、n周的周跳:对于在历元a发生周跳ΔN1处,对L1频段信号的原始载波相位
添加m周的周跳,添加周跳后的载波相位值为
在历元b发生周跳ΔN2处,对L2频段信号的原始载波相位
添加n周的周跳,添加周跳后的相位值为
10)改进后的观测值重新进行多普勒积分运算:对添加周跳后的载波相位值
进行步骤7)、步骤8)运算,重新获得载波相位L1频段信号和L2频段信号的周跳值ΔN′1和ΔN′2![]()
11)判断周跳发生:对步骤10)得到的ΔN′1和ΔN′2做比进行判断:
如果,情况1:
则证明在历元i未发生周跳,或者ΔN1在该历元有m周的周跳产生,ΔN2在该历元有n周的周跳产生;情况2:
则证明在历元i发生了周跳;12)获得结果:观测
和
的历元,重复步骤4)、5)、6),如果历元在
观测历元未发生周跳,则表明无周跳;如果历元在
观测历元发生周跳,则表明ΔN1在该历元有m周的周跳产生,ΔN2在该历元有n周的周跳产生;如果在
的历元处未发生周跳,则表明ΔN1和ΔN2在该历元有相同周跳产生。
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