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《联合利用电离层残差法和相位减伪距法探测并修复周跳》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2010年12月城市勘测Dec.2010第6期UrbanGeotechnicalInvestigation&SurveyingNo.6文章编号:1672-8262(2010)06-96-04中图分类号:P228文献标识码:B联合利用电离层残差法和相位减伪距法探测并修复周跳*卢祥,刘岩,宋晓霞(中国地质大学信息工程学院,湖北武汉430074)摘要:针对GPS单频接收机单点定位的特点,结合目前较成熟的探测与修复周跳方法的优缺点,提出了一种探测与修复周跳的方法。该方法根据接收到的载波相位,联合
2、利用电离层残差法和相位减伪距法进行周跳的探测与修复。本文首先从理论上说明了该方法的可行性;然后,建立了具体实现该方法的理论模型,并在C++环境下编制软件;最后通过实测数据验证了该方法可行。关键词:电离层残差;相位减伪距;周跳1引言R是伪距观测值,是站星距离,用户坐标和卫星GPS载波相位测量中,载波相位实际观测值由不足坐标包含在中,C是真空中的光速,VtS和VtR分别代一周的小数部分和整周部分组成。不足一周的小数部分表卫星钟的钟差和接收机钟的钟差,i表示卫星星历可以精确地获得,整周部分由
3、多普勒计数器累计。在整误差,(Vion)i和(Vtrop)i分别表示电离层延迟改正和对个观测时段,如果整周计数不产生错误,则相位观测值初流层延迟改正,(mul)R是多路径误差,i是测量噪始模糊度保持不变。然而,由于卫星信号被障碍物遮挡、声。伪距测量的测距精度一般达到一码元宽度的1/100,对于P码约为29cm,C/A码约为29m。电离层电子活动剧烈、多路径效应、卫星低仰角及接收机内置软件设计不周全等原因,会导致卫星信号失锁,引起22载波相位测量载波相位测量是测量GPS载波信号从GPS卫
4、星整周计数错误,从而产生周跳现象,影响定位精度。因此,发射天线到GPS接收机接收天线的传播路程上的相如何探测并修复周跳,是高精度GPS定位的一个关键问位变化,从而确定传播距离的方法。GPS两个载波的题。在GPS精密单点绝对定位中,探测与修复小周跳是频率为:L1=157542MHz,L2=122760MHz,其相当前研究的热点;小周跳对测量结果的精度有很大的影应波长分别为1=1903cm,2=2442cm。相位测响,一个周跳就会使误差达到几十厘米,要想得到厘米级量的测量精度一般达到波长的
5、1/100,对于L1约为的定位精度就必须要探测并修复小周跳,可见,探测并修19mm,对于L2约为25mm。由此可见,相位测量复小周跳对精密单点绝对定位具有十分重要的意义。的精度要比伪距测量的精度要高得多。因此目前测地型GPS接收机普遍利用载波相位测量。目前,用于周跳探测与修复的方法有很多,例如:高载波相位测量的观测方程为:次差法、多项式拟合法、电离层残差法、TurboEdit法等。i=+C(VtS-VtR)+i-N-(Vion)i+但是这些方法都存在着不足之处,在提高GPS定位精度
6、(Vtrop)i方面存在一定的局限性。因此在充分比较了相位减伪+(mul)i+ii(2)距法和电离层残差法优缺点的基础上,提出联合利用相式中i是载波相位的观测值,以周为单位;是位减伪距法和电离层残差法探测与修复周跳的方法。载波波长,N是整周模糊度,ii是相位测量误差。相位观测值乘以波长可以转化为以米为单位。相位观测2GPS基本观测量值的精度在理想的观测条件下可以达到亚毫米级。21伪距测量伪距是GPS接收机产生的信号与卫星发射的信3相位减伪距法原理号时间偏移的观测量,观测方程
7、为:伪距观测值不含整周模糊度,一般认为它不受周R=+C(VtS-VtR)+i+(Vion)i+(Vtrop)i+(mul)R+iR跳影响。根据伪距和载波相位观测方程,在相位观测(1)值和伪距观测方程之间作差,可以消除卫星钟和接收*收稿日期:20100401作者简介:卢祥(1989),男,本科在读,测绘工程专业。第6期卢祥等联合利用电离层残差法和相位减伪距法探测并修复周跳97机钟差的影响。f177N=N1-N2=N1-N2(9)i-R=-2(Vion)i+ii
8、-iR-N+(mul)if266-(mul)R(3)如果L771和L2的周跳使N1-N2等于零或者66这个组合包括电离层、模糊度、多路径误差和测量接近于零,从而使历元间电离层残差观测值的变化很噪声,消除了站星几何距离。上式在历元间求差,可以小,则用该方法无法探测出周跳。此外,当N1=4,得到相位减伪距法的检验量D1。N2=3;N1=5,N2=4;N1=9,N2D1=(t+t)-R(t+t)-[(t)-R(t)](4)77如果信号采样
