电离层残差法探测与修复周跳特性分析

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1、118第4期地理空间信息GEOSPATIALINFORMATIONAug.,2010Vol.8,No.4电离层残差法探测与修复周跳特性分析严悦(武汉大学测绘学院，湖北武汉430079)摘要：载波相位观测值中的周跳进行探测和修复一直是GPS精密定位数据处理中的一个十分重要的问题。主要讨论基于双频探测的电离层残差法，编制了相应程序，并通过实例分析了在不同采样率条件下探测与修复周跳效果，针对其探测盲区提出了解决方案。关键词：GPS；电离层残差法；周跳探测与修复；实例分析中图分类号：P228.42文献标志码:B文章编号:1672-4623(2010)04-0118-

2、03AnalysisoftheEffectofDetectionandReparationforCycleSlipsUsingIonosphereResidualErrorMethodYANYue(SchoolofGeodesyandGeomaticsWuhanUniversity,Wuhan430079,China)Abstract:ThecycleslipdetectionisoneofthecorequestionsintheGPSdataprocessing.Thispaperintroducedonemethodofcycle-slipdetect

3、ion—ionosphereresidualerrormethod,whichrequireddoublefrequencyobserva-tions.Thecomputationprocedureforionosphereresidualerrormethodwasdeveloped,resultsofprocessingrealGPSdataindifferenttimeratiohadbeendiscussed,andsomesolutionstotheblindzoneofthatmethodweregiven.Keywords:GlobalPosi

4、tioningSystem(GPS)；ionosphereresidualerrormethod；cycle-slipdetectionandrep-aration；exampleanalysis；在高精度GPS定位中，周跳探测与修复一直是需1电离层残差法检测周跳要解决的核心问题之一。如果载波相位观测值中的周跳没有被准确的探测出并得到有效的修复，这会给后1986年美国学者Goad提出用双频载波相位测量续模糊度的确定带来困难，进而影响定位的精度。一的电离层残差，探测和修复周跳，称之为电离层残差种正确、有效的周跳探测与修复方法能够为最终得到法。它主要考察不同时元

5、间电离层残差的变化。若不高精度的定位结果奠定基础，因而周跳探测与修复是考虑测量噪声和多路径效应，同一时元的双频载波相GPS数据处理过程中比较重要的一个环节。很多学者位测量之差为在这方面做了很多工作，针对非差观测值，目前常用的方法主要有多项式拟合法、伪距/载波相位组合法和电离层残差法。其中电离层残差法是比较有效的检测（1）方法之一，但由于自身周跳检测量构造的特点，该方将上式两端同除以1,若不存在周跳，则时元之间的法也存在一定的局限性。之差约为在对电离层残差法理解的基础上，用VC编制程序实现了算法，结合实际观测无周跳数据程序验证；人工加入周跳，进行模拟探测，对比

6、实验结果并对其进（2）行分析；最后基于理论论述和实验结果，得出了一些式中，为时元间电离层残差的变化值。当电离层关于周跳探测和修复的有益结论。本文中所采用的数比较稳定的、采样间隔较短（几秒钟），电离层延迟的据来源于某地区GPS静态测量观测值。变化为亚厘米级。若相邻两历元间电离层残差发生突收稿日期：2009-02-27Aug.,2010Vol.8,No.4地理空间信息第4期119GEOSPATIALINFORMATION变，则说明L1或L2的载波相位观测值可能存在周跳。中相应的位置，直至文件末尾。若设L1，L2的周跳分别为，则有2）周跳的探测和修复。电离层残差法

7、的周跳检测量为，也就是相邻历元间电离层残差的变化值。逐历元计算每个时元的，找出适当的判断周跳存在的阈值条件，如果存在周跳，计算其值的大小，并对观测值（3）进行修复，如果不存在周跳，则继续下一个历元的计式中，是L1，L2周跳的线性组合。如果观测值没算，直到完成全部卫星的所有历元的周跳探测和修复。有周跳，即都为零，一般小于0.05周。3）中间变量的输出。为了便于算法的验证和结果还可以用于修复周跳，使其值最小的的分析，将每个历元的电离层残差变化值通过文本的即为正确的周跳。通过表1我们会发现,虽形式输出。程序结构图如图1所示。然()组合值不同,而其对应的值却可能很接

8、近，因此必须将搜索范围限定在一定的范围内才行。在电离