GPS非差数据周跳探测方法研究

GPS非差数据周跳探测方法研究张顺;姚宜斌;陈鹏;吴寒【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2012(032)001【摘要】分析讨论电离层扰动时期TurboEdit和TECR两种方法探测周跳的效果.通过选择不同采样间隔、电离层活动水平的观测数据,进行周跳探测实验.结果表明,对于GPS非差数据,TurboEdit组合无法探测6周以内的宽巷周跳；而TECR可以探测所有的周跳组合,但要求数据的采样间隔≤1 s.%We present an analysis of two cycle slip detection methods; TurboEdit and TECR. The effects of cycle slip detection with these two methods during ionospheric disturbance are studied. Cycle slip detection experiments were carried out by selecting observed data with different sampling intervals and different levels of ionospheric activity. The results show that, for the un-differenced GPS data, the TurboEdit combination cannot detect wide lane cycle slips within 6 cycles,while the TECR method can detect any combination of cycle slips, but the sampling interval must be less than or equal to 1 second.【总页数】4页(P101-104)【作者】张顺;姚宜斌;陈鹏;吴寒【作者单位】武汉大学测绘学院,武汉 430079;武汉大学测绘学院,武汉 430079;武汉大学测绘学院,武汉 430079;武汉大学测绘学院,武汉 430079;重庆市地理信息中心,重庆401121【正文语种】中文【中图分类】P207【相关文献】1.一种GPS三频非差周跳探测相位组合的优选方法研究 [J], 董丽娜;袁运斌;王海涛;王永乾2.不同采样率下GPS非差相位观测值的周跳探测修复及效果比较 [J], 喻家碧;孙伟;伍岳3.BDS/GPS双频三差组合周跳探测与修复方法研究 [J], 王涛; 蔡东健; 周旺辉; 梅雪琴4.用拟准检定法探测和修复GPS数据中的粗差和周跳 [J], 韩保民;欧吉坤;柴艳菊5.GPS三频非差观测数据周跳的自动探测与改正研究 [J], 范建军;王飞雪;郭桂蓉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

GPS周跳探测方法研究发表时间：2016-05-31T15:01:14.080Z 来源：《基层建设》2016年3期作者：程芳菲李世超邹艳朱亚磊林士林[导读] 河南辉腾测绘服务有限公司 GPS周跳探测与修复的方法主要有多项式拟合法、电离层残差法、Melbourne-Wübbena组合法、三差法。

程芳菲李世超邹艳朱亚磊林士林河南辉腾测绘服务有限公司河南省郑州市 450000 摘要：周跳（cycle clips）是在全球定位系统技术的载波相位测量中，由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。

正确地探测并恢复周跳，是全球定位系统载波相位测量中非常重要且必须解决的问题之一。

本文主要讨论的是Blewitt组合探测方法探测周跳，通过程序对数据处理，验证Blewitt组合探测方法可以探测小周跳和等距周跳。

关键词：GPS；周跳；Blewitt组合探测方法GPS周跳探测与修复的方法主要有多项式拟合法、电离层残差法、Melbourne-Wübbena组合法、三差法。

几种方法有各自的特点，有各自的适用范围。

为了便于计算机计算，常采用多项式拟合的方法。

根据若干个相位观测值拟合一个n阶多项式，据此多项式来预估下一个观测值并与实测值比较，从而发现周跳并修复。

这是多项式拟合法，便于计算，由于四次差或五次差一般呈偶然误差特性，无法用函数拟合，，所以多项式取四阶或五阶即可。

1 高次差法探测随着卫星和接收机的不段运动，接收机和卫星间的距离不断改变，观测的载波相位观测值也不断变化，但观测值之间没有发生周跳的时候，数据是连续的平滑的函数，如果发生周跳，这种平滑将被打断，严重破坏这种规律，高次差法就是根据这来探测与修复周跳。

高次差法的基本思想是在历元间多次求差其基本算法是对载波相位观测值的时间序列，其中某一历元发生周跳，对其进行一次、二次、三次和四次差，通过历元间的多次求差，观测数据的周跳被放大。

高次差法实际与多项式拟合法是等价的。

卫星定位周跳探测研究方法综述冯亚萍（咸阳师范学院实验室管理处，陕西咸阳712000）摘要：周跳探测是高精度卫星导航定位数据预处理的重要部分，对定位精度的提高以及后续数据处理及应用起到相当重要的作用。

基于此目的，文章根据分析周跳时利用信号频率的多少，对现有文献进行了单频、双频和三频三个主要周跳探测手段的分类，总结了各种周跳探测手段包含的方法及存在的优势和不足。

单频周跳探测所需数据少，探测简单易行，但对小周跳探测不敏感；双频、三频探测精度高，但需要更多频率的数据且探测存在不敏感周跳组合。

对这些问题目前一般通过单差或双差观测值、数学降噪、数据处理弱化电离层、组合系数最优化、多种探测法联合等手段加以克服。

该文的分析和总结将为以后的周跳探测技术发展提供一定参考。

关键词：卫星导航定位；周跳探测；数据预处理；单、双、三频信号；探测方法中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：2096-9759（2023）07-0046-03A review of the research methods of satellite positioning cycle slip detectionFENG Yaping(Laboratory Mangement Department,Xianyang Normal University,Xianyang712000,Shaanxi,China) Absrtact:Cycle slip detection is an important part of high precision satellite navigation and positioning data pre-processing,w hich plays an important role in improving positioning accuracy and subsequent data processing and application.For this purpose, this paper classifies the single-frequency,double-frequency and triple-frequency detection methods according to the frequency of the signal used in cycle slip analysis,and summarizes the methods of cycle slip detection and their advantages and disadvantages. Single frequency cycle slip detection requires less data and is easy to detect,but is not sensitive to small cycle slip detection. Dual frequency and triple frequency detection have high accuracy,but more frequency data is needed and the detection has insensitive cycle slip combinations.Currently,these problems are generally overcome by means of single or double difference observations,mathematical noise reduction,data processing to weaken the ionosphere,optimization of combination coefficients, and the combination of multiple detection methods.The analysis and summary of this article will provide some reference for the development of cycle slip detection technology.Keywords:satellite navigation and positioning;cycle slip detection;Data pre-processing;single,dual and triple frequency sig-nals;detection method1引言全球卫星导航定位系统发展迅猛、应用广泛，从最开始的军事领域已经发展到了智能交通、通信、智慧出行、滑坡监测、防灾减灾等各个方面，成了日常生活中不可缺少的组成，随着其更深一步的作用于日常生活，人们对定位精度的要求也越来越高。

GPS测量中的周跳问题与解决方法导语：全球定位系统（GPS）已经成为现代测量技术中不可或缺的工具。

然而，在GPS测量过程中，周跳问题一直是一个困扰测量者的难题。

本文将介绍周跳问题的原因和解决方法，以帮助读者更好地理解和应对这一问题。

一、周跳问题的原因1.1 GPS信号传播过程中的干扰GPS信号在传播过程中会受到许多因素的干扰，如电离层、大气层、多径效应等。

这些干扰会导致接收机无法正确接收到连续的卫星信号，从而产生周跳。

1.2 接收机硬件问题接收机硬件问题也是周跳问题的一个重要原因。

接收机的时钟漂移、指纹开关等问题可能导致信号接收中断，进而引发周跳。

二、周跳问题的影响2.1 测量误差的增大周跳问题会导致测量误差的增大，进而影响测量结果的准确性和可靠性。

特别是在高精度测量场合，周跳问题十分严重。

2.2 数据处理的困难周跳问题会使得GPS观测数据不连续，给数据处理带来困难。

在进行数据处理和后续分析过程中，需要对周跳进行修复，否则将影响测量结果的解算和分析。

三、周跳问题的解决方法3.1 使用周跳检测方法周跳可以通过一系列周跳检测方法进行识别和修复。

目前最常用的方法是基于信号载波相位和伪距的差分技术，通过比较不同历元的观测数据，识别出可能存在周跳的测站和卫星，进而进行修复。

3.2 增强接收机硬件性能改进接收机硬件性能可以有效降低周跳问题的发生率。

例如，改进接收机的时钟漂移、增加信号过滤器等，可以减少周跳问题的发生。

3.3 外部辅助导航信息利用外部辅助导航信息，比如地面控制测站观测数据、星历数据等，可以提高GPS测量的准确性和可靠性，从而减少周跳问题的发生。

四、结语周跳问题一直是GPS测量中的一个难题。

通过了解周跳问题的原因和解决方法，我们可以更好地应对这一问题，提高GPS测量数据的准确性和可靠性。

在实际应用中，我们应根据具体情况选择适合的解决方法，以确保测量结果的精度和可靠性。

本文以周跳问题为主题，通过介绍周跳问题的原因和影响，并结合解决方法，生动地阐述了GPS测量中的周跳问题及其解决方法。

周跳的探测及修复 - gps原理与应用一、周跳的概念任一观测历元t，完整的载波相位测量值可写为：它是由三部分组成的，其中为接收机i对卫星j的第一个（t0时刻）载波测量值中的整周未知数部分；是接收机实际测量的不足一周的相位值，只要卫星与接收机的振荡器连续正常工作，该值可以精确测定；可由接收机中的多普勒（频移）计数器累计求得[在有的文献中，记为]。

但由于种种缘由，如卫星信号被遮挡或卫星电路瞬时故障，gps接收机四周的电磁干扰，或接收机电路的瞬时故障，或接收机工作于恶劣的动态环境下，而使载波跟踪环路无法锁住卫星信号等，都将使多普勒计数中断。

如此，在接收机恢复对GPS卫星信号的跟踪后，多普勒计数器的累计值便不正确了。

这就是整周跳变（简称“周跳”）。

因此，必需查找载波相位测量中整周丢失的地方，并对其进行修复，以恢复正确的相位测量值，确保载波相位测量的高精度。

二、周跳的探测及修复周跳的数值可大可小，大的可达十几周甚至成千上万周，小的可能只有几周。

通常大周跳与小周跳的探测方法是不同的，下面分别争辩之。

（一）大周跳的探测及修复在观测期间，某颗卫星到接收机的距离的变化是平滑的，有规律的。

也就是说，载波相位观测值[]的变化是平滑的，有规律的。

假如观测值中消灭周跳，则将破坏这种平滑性和规律性。

但由于卫星相对于接收机距离的变化可达每秒钟数千周，假如10秒钟观测一次，这种变化可达数万周，不易发觉数十周的周跳。

为此，可对相邻观测值求高次差，以减弱站星距变化对整周计数值的影响。

在这种状况下，假如没有周跳，则求4~5次差后的载波相位观测值的变化，主要是GPS接收机的晶体振荡器不稳定引起的，它们应呈偶然性误差，且数值为几周以下；否则，求4~5次差后，其变化不再具有偶然性，且数值比产生的周跳值还要大，该表在序号ni为35处，发生丢失100周的大周跳），据此，我们能够找到产生较大周跳的地方，并对其进行修复。

序号ni一次差二次差三次差四次差五次差30464623．158111210．0672398．68591．12811．3791－101．9586 31475833．2251 11608．7531 32487441．9784 399．814012008．5671 2．507233499450．5455 402．3212－100．5795 12410．8883 －98．0723 401．543434511861．4338 304．2489300．963912715．1372 202．8916－601．2360 35*524576．5710 507．1405－300．2721 13222．2777 －97．3805399．850236*537798．8487 409．760099．578113632．03772．197637*551430．8864411．957614043．995138*565474．8817有大周跳的相位观测值的高次差（序号右上方有*号者发生了大周跳）为了确定大周跳的数值，可依据发生周跳前的4~5个历元的观测值，用高次插值公式外插求出表中序号为35的正确观测值（这里仅用计数值的整数部分，小数部分仍用原观测值）。

GPS动态观测数据的周跳探测与修复方法研究的开题报告一、选题背景及意义随着GPS技术的发展和应用，GPS动态观测数据在测量、定位、导航等领域中发挥着越来越重要的作用。

然而，在实际应用中，由于GPS观测数据容易受到大气、电离层、多路径等因素的影响，致使数据出现年度、季节和小时级别的波动。

同时，由于卫星信号传播过程中的噪声和其他因素的影响，会导致连续时间序列中出现非常明显的周期性残差，称为周跳。

周跳会影响GPS定位精度和连续时间序列的稳定性，因此周跳探测和修复是GPS数据处理中的一个重要环节。

二、研究内容与方法本文主要研究GPS动态观测数据的周跳探测与修复方法，具体研究内容如下：（1）周跳探测方法研究。

本文将综合分析现有的周跳探测方法，包括基于单差和双差的方法、基于扰动最小二乘（PML）方法、基于窄带滤波和宽带滤波的方法等，并针对其各自的优点和不足进行比较和评价。

（2）周跳修复方法研究。

本文将在周跳探测的基础上继续研究周跳的修复方法，包括差分修复、平滑修复和模型拟合等方法，对方法的可靠性和适用性进行评价。

（3）算法实现与应用研究。

本文将开发GPS周跳探测和修复程序，并对实测数据进行处理和分析。

同时，针对各类GPS动态应用进行实际应用研究，比如车载导航、飞行器导航等。

三、预期成果（1）深入研究GPS动态观测数据的周跳探测和修复方法，提出新的方法和思路，使得GPS动态观测数据的处理更加准确和高效。

（2）开发GPS周跳探测和修复程序，为GPS动态应用提供完整的解决方案。

（3）在GPS动态应用中实际应用研究中取得优秀成果，并对GPS 技术的发展和应用做出新的贡献。

四、论文结构安排本文共分为六个章节，主要内容如下：第一章：绪论，主要介绍GPS技术的发展概况、周跳问题的形成原因、周跳在GPS数据处理中的重要性和本文的研究内容等。

第二章：GPS动态观测数据的周跳探测方法，主要综述现有的周跳探测方法，严格比较各种方法的优缺点，分析各种方法的适用场景，探索新的周跳探测思路。

GPS周跳探测与修复方法的研究
邵丞;任浩文
【期刊名称】《城市地理》
【年(卷),期】2017(000)008
【摘要】在利用GPS载波相位观测定位时,需要获得准确完整的载波相位观测值,而周跳的出现带来了极大的影响[1].为提高GPS导航定位的精度,周跳的探测与修复是GPS高精度定位中必须要解决的重大难题,因此正确的探测与修复周跳是GPS 数据处理中的一个关键[2].本文主要研究GPS周跳探测与修复的基本原理和计算公式,以多项式拟合法并结合MATLAB软件对GPS的观测数据进行周跳探测和修复的算法处理,分析并对比GPS观测数据在不同阶次拟合下的拟合后数据和拟合误差.结果表明多项式拟合方法对数据不同的阶次拟合后3~4阶是最为合适.因此在实际应用中,运用多项式拟合方法对观测数据进行拟合,阶次一般取3~4阶即可.
【总页数】1页(P195)
【作者】邵丞;任浩文
【作者单位】成都理工大学地球科学学院,四川成都 610059;成都理工大学地球科学学院,四川成都 610059
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种改进的星载GPS周跳探测与修复方法 [J], 陈逸伦;郝金明;于合理;田英国;邓科
2.一种改进的GPS周跳探测与修复方法 [J], 孙海文;欧阳中辉;王彦
3.一种有效的GPS周跳探测与修复方法研究 [J], 程建华;董建明;丁继成
4.GPS载波相位周跳探测与修复方法研究 [J], 滕云龙;师奕兵
5.BDS/GPS双频三差组合周跳探测与修复方法研究 [J], 王涛; 蔡东健; 周旺辉; 梅雪琴
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