一种有效的GPS周跳探测与修复方法研究.pdf

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1、70传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第9期一种有效的GPS周跳探测与修复方法研究程建华，董建明，丁继成(哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：利用GPS载波相位进行姿态测量时，要达到很高的精度必须保证观测数据中没有载波相位周跳的发生，因此，正确探测与修复周跳是GPS姿态测量中的一个关键问题。通过分析比较常用周跳探测方法，采用电离层残差法对周跳进行探测，同时提出一种基于拟合方法的周跳修复方法。该方法能解决电离层残差检测周跳时的多值性问题，能够检测较小周跳和1O周以上大的周跳，并且能很好地

2、区分和修复周跳发生历元的载波相位值。利用实测数据验证了该方法的有效性与可行性。关键词：全球定位系统；姿态测量；周跳；电离层残差；拟合；多值性中图分类号：TP301．6文献标识码：A文章编号：1000-9787(2o10)09-0070-04ResearchonanefectivedetectionandrecoverymethodofGPScycleslipsCHENGJian-hua，DONGJian—ming，DINGJi-cheng(CollegeofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abst

3、ract：Inordertoachievehighprecision，itneedstoensurethatthereisnocycleslipintheobservationaldatawhenusingGPScarrierphasetocarryoutattitudemeasurement．SoitisakeyissuetodetectandrepaircycleslipsexactlyduringGPSattitudemeasurement．Byanalyzingandcomparinggeneralmethodsofcycleslips’detection，usingth

4、emethodofionosphereresidualtodetectcycleslips，andatthesametime，proposedawaytorecovercycleslipsbasedonthemethodoffitting．Themethodcanresolvetheproblemofmuhi—valuewhenusingthemethodofionosphereresidualtodetectthecycleslipslessthan1cycleandmorethan10cycles，aswellastodistinguishandrepairthecarrie

5、rphasevaluewherecycleslipshappened．Realmeasurementaldataisgiventovalidatetheeficiencyandfeasibilityofmethod．Keywords：GPS；attitudemeasuring；cycleslips；ionosphereresidual；fitting；multi—value0引言姿态测量中获得高精度的定位结果奠定了坚实的基础。目前，利用GPS进行载体姿态测量还属于比较新的领目前，动态环境下周跳的探测与修复方法很多，也各有域，国内外有许多学者和研究人员都在进行这方面的研究。优缺点。

6、多项式拟合法一般只能探测出大于5周的周跳，相对于传统的姿态测量系统，利用GPS进行载体姿态测对于高精度的姿态测量系统不能满足要求；伪距相位组合量，不仅能提供载体的位置、速度等基本信息，而且能提供法周跳的探测能力依赖于伪距观测量的精度，一般需要接载体的姿态信息，并具有初始化时间短、稳定性高、误差不收机能够输出P码伪距，对单频接收机不适用；电离层残差随时间积累等优点，是其他姿态测量系统无法比拟的。法可以很好地检测小的周跳，是目前效果最好的周跳探测周跳的探测与修复是GPS姿态测量系统中的一个关方法之一，但需要Ll，L2的载波相位观测量，也不能适用键技术。在利用GPS进行姿态测量时，对周

7、跳的处理分为于单频接收机。2个方面：一是要尽量避免周跳的发生，如采用质量较好的本文分析比较动态环境下常用的周跳探测与修复方法接收机、尽量避开周围障碍物较多的地带等；二是需要在数的优缺点，并提出了一种基于拟合思想的周跳修复方法，该据处理过程中对周跳进行检测并修复。作为GPS观测数方法能有效地解决电离层残差法多值性问题，并且可以准据处理的重要内容，周跳的探测与修复为后续的数据处理提“干净”的数据源。正确高效的周跳探测与修复方法为确地修复载波相位观测值。收稿日期：2010-03-02基