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《GPS周跳探测及修复的小波变换法》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、第32卷第1期武汉大学学报·信息科学版Vol.32No.12007年1月GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityJan.2007文章编号:167128860(2007)0120039204文献标志码:AGPS周跳探测及修复的小波变换法1,21蔡昌盛高井祥(1中国矿业大学环境与测绘学院,徐州市泉山区翟山,221008)(2辽宁工程技术大学地理空间信息技术与应用实验室,阜新市中华路47号,123000)摘要:利用小波分析方法对常用的GPS周跳检测量进行了周跳探测,获得了小波方法所能探测到的最小周跳值,并与高次差法进行了
2、对比,提出了利用小波变换探测出周跳后如何直接进行周跳修复的方法。计算结果表明,该方法是可行的。关键词:GPS;周跳;小波变换;高次差法中图法分类号:P228.41周跳的探测和修复是载波相位测量中的重要检测的观测量可以看作随时间变化的一种信号,[1]问题。在精密定位中,周跳的探测和修复是必它所包含的各类偏差项是分布在不同频率上的信须的。一种特别适合于动态数据处理的周跳探测号成分。利用小波方法探测周跳实际上是通过一和修复方法是卡尔曼滤波法,该方法通过对预报定尺度上的带通滤波器对信号进行滤波,将包括值和实测值的比较来判断周跳,但该方法需要设周跳在内的特定频率成分提取出来。发
3、生周跳的[2]置合适的滤波参数。自从Collin等人提出利用位置可以看成信号中的奇异点,根据信号奇异性小波方法探测周跳后,小波方法就成为人们研究检测原理,在周跳出现时,其小波变换后的系数具[325]的热点。通常的做法是利用小波方法探测周有模量极大值,因而可以通过对模量极大值点的跳,然后辅助其他方法来修复周跳,这无疑增加了检测来确定周跳发生的时间。修复周跳的难度。本文对利用小波方法探测周跳作了进一步探讨,并提出了利用小波变换发现周2周跳探测跳后,如何进一步修复周跳的方法。GPS周跳检测量通常采用非差相位、伪距与1周跳探测的小波变换方法相位组合、电离层残差和双差相位观测量
4、。非差相位观测量中含有若干与时间相关的项,它们会小波变换是一种信号的时频分析方法,它具妨碍周跳的探测。伪距与相位组合观测量仅与电有多分辨率分析的特点,而且在时频两域都具有离层影响有关,而电离层变化是很缓慢的,因此,表征信号局部特征的能力。在低频部分,具有较该观测量是比较理想的周跳检测量。电离层残差高的频率分辨率和较低的时间分辨率;在高频部法容易探测出小周跳,但要确定周跳发生在哪个分,具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率,频率上,还需进一步分析。双差相位观测量可以[6]所以被誉为数学显微镜。二进小波对信号的分消除与卫星和接收机有关的载波相位及其钟差析具有变焦距的作用。
5、如果想观看信号更小的细项,因此,该观测量具有较好的平滑性,是理想的节内容,就需要增加放大倍数;反之,若想了解信周跳检测量。号更粗的内容,则可以减小放大倍数。用于周跳利用中国地壳运动观测网络BJFS和BJSH收稿日期:2006210228。项目来源:辽宁工程技术大学地理空间信息技术与应用实验室基金资助项目(2005010,2004011);中国矿业大学青年科研基金资助项目(2005A031);中国矿业大学科技基金资助项目(2005B020)。40武汉大学学报·信息科学版2007年1月两个测站的观测资料,提取了上述四种观测量序原始信号中就能明显看出周跳,利用其他手段对列,
6、采样率是30s,共提取了90个历元的观测数其进行探测意义不大。对于相位与测码伪距组合据,测站间距为76km。数据序列经检测不含周观测值,不同接收机所得到的伪距的噪声水平不跳。为了检验小波方法探测周跳的分辨能力,对同,探测能力会有几周的差异。对于双差相位观四种观测量序列在第45个历元处分别加入不同测量,为了探求周跳探测能力是否与测站间距有数量的周跳。在小波分析中,采用Daubechies关,笔者计算了BJFS和LHAS两个测站组成的(dbN)小波系中的db6小波基对信号进行单尺度双差观测数据,基线距离约为2500km,利用小分解,然后利用单尺度分解的高频系数来重构,利波
7、方法仍然能探测到1周的周跳。用重构信号或者直接利用高频系数来探测周跳,为了试验小波方法对短时间内频繁周跳的检当周跳发生时,出现模量极大值。经多次探测试测效果,在双差观测数据第45历元和50历元处验,获得了小波方法能探测到的最小周跳。采用分别加入1周的周跳,小波变换法的探测情况如下面的标准判断是否发生周跳:首先计算重构数图3(a)所示。可以看出,尽管两次周跳引起的突据序列的平均值和中误差,如果该数据序列中有变有部分重叠,但还是能够区分,两个极小值分别一数值与均值之差的绝对值大于4倍的中误差对应发生周跳的历元。图3(b)为在第45历元和(置信度为99.9
