单频非差相位观测值的周跳探测与修复方法

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1、万方数据第40卷第9期2012年9月同济大学学报(自然科学版)JOL『l{NALOFTONGJIUNIVERsITY(NATLII{ALscI刚CE)VoI．40No．9Sep．2012文章编号：0253—374X(2012)09．1393—06DOI：10．3969／j．issn．0253—374x．2012．09．020单频非差相位观测值的周跳探测与修复方法王成，王解先(同济大学测绘与地理信息学院，上海200092)摘要：周跳探测在高精度GPS(globalpositioningsystem)数据处理中一直都是比

2、较重要的环节．实际数据处理中可根据具体测量模式和需求采用已有的若干经典周跳探测方法，但单频非差相位观测值的周跳探测与修复则比较困难．为此提出一种新的周跳探测方法，它是基于灰色理论对伪距和载波相位观测值构造的周跳检验量进行建模，通过模型预测检验量的阈值范围对比实测值来判断是否发生周跳．通过对实测GPS静态数据在不同采样率下分别进行周跳探测与修复算例分析，结果表明对于高采样率的非差相位观测数据能够快速和准确地修复周跳，为非差精密定位提供了较好的数据质量控制．关键词：周跳探测；灰色预测；单频；非差相位中图分类号：P228．

3、4文献标识码：ACycleSlipDetectionandCorrectionofSingle-frequencyUn-differencedPhaseObservationWANGCheng，WANGJiexian(CollegeofSurveyingandGeo-informatics，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Cycleslipdetectionisalwaysanimportantsectionofglobalpositioningsyste

4、m(GPS)precisedataprocessing．Someclassicmethodsaboutcycleslipdetectionareadoptedinpracticaldataprocessing，butforsingle—frequencyun—differencedphaseobservations，cycleslipdetectionandmodificationarehardtoberealized．Anewcycleslipdetectionmethodisproposedonthebasiso

5、fthegreytheorytopredictthethresholdlimitbymodelingtestswhichareconstructedbypseudorangeandcarrierphaseobservations．ThisalgorithmisanalyzedwithdifferentsamplingrateGPSstaticobservations．Theresultsindicatethatthealgorithmcarldetectandcorrectoutliersproperlyforhig

6、hsamplingrateobservations，whichhelpsdataqualitycontrollingforun—differencedprecisepositioning．Keywords：cycleslipdetection；greyprediction；single—frequency；un—differencedphase在高精度GPS(globalpositioningsystem)数据处理中，周跳探测一直是GPS载波相位观测数据预处理中比较重要的问题．周跳的探测与修复对于后续模糊度的确定以及

7、最终定位结果的精度至关重要．针对相关内容，国内外学者做了一系列研究，目前常用的周跳探测方法有：多项式拟合法、高次差法、双频码相组合法、电离层残差法以及各种星间或站间差分方法等[1‘2

8、．其中比较有效的周跳探测方法如电离层残差法、Mw(Melbourne-Wiibbena)组合探测法等都是基于双频观测数据的，而单频接收机数据无法构成MW组合以及电离层残差组合，因此周跳的探测与修复是单频精密单点定位技术的难点之一．非差相位观测值的周跳探测方法相比双差模式的少，而单频非差相位观测值的周跳探测则更加困难，一些经典的周跳探测方

9、法对于单频非差相位观测值的周跳探测不再适用．针对这一问题，国内一些学者提出了相应的处理方法．2001年，贾沛璋采用3阶多项式模型的卡尔曼滤波检测周跳，该方法适用于采样率为1Hz的观测数据[3]．2009年，曹佚之提出基于信息向量的自适应两步阶段卡尔曼滤波，克服了滤波容易发散的特点，对于高采样率的单频GPS周跳探测与修复具有良好的效果，但随着采样