GPS精密單點定位周跳的探測與修復方法

呂建勛　何威

摘 要：通過對GPS精密單點定位周跳探測與修復文獻的閱讀，闡述了周跳產生的原因及其探測和修復的方法，并通過分析比較各類方法，得出在處理周跳上效果更佳的組合方法。

關鍵詞：GPS；精密單點定位；周跳；組合觀測值

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.112

隨著GPS應用范圍的不斷擴展，用戶對其精度的要求也越來越高。提高GPS精密單點定位精度所需解決的主要問題是整周跳變的探測與修復。

1 周跳探測與修復的基本理論

1.1 周跳產生的原因

周跳產生的原因主要有衛星信號的暫時中斷、接收機的運動、到達接收機處衛星信號的信噪比低以及接收機或衛星故障。

1.2 周跳探測與修復的原理

周跳探測與修復的基本原理是通過對數據的合理處理，得出反映周跳變化的檢測量序列，從檢測量序列中探測出周跳的位置和大小并修復，最后將周跳改正后的數據序列參與解算。

2 周跳探測與修復的方法

2.1 電離層殘差法

步驟如下：①將m個無周跳的載波相位觀測值代入進行多項式擬合，用最小二乘法求得其中的多項式系數，并根據擬合后的殘差計算出第j次擬合的中誤差；②用求得的多項式系數來外推下一個歷元的載波相位觀測值，并將其與實際觀測值進行比較；③加入上述無周跳的實際觀測值后繼續上述過程進行多項式擬合；④ 當 成立時，則認為實際觀測值有周跳，然后繼續上述過程，直到最后一個觀測值為止。

2.3 小波變換法

根據小波變換的原理可知，在給定小波函數后，通過減小尺度因子，使其向細節焦點聚集。同時，增加分辨率并變換細節，從而得到Wf（a，b）。通過變化參數b來搜索整個信號，然后根據求得的最大變換Wf的模可以得出變化的時間結果b對應的信號時間點，即為周跳發生的歷元。

3 方法分析與比較

電離層殘差法能夠很準確地探測到周跳發生的歷元，其組合觀測比較適用于動態、非差數據的周跳探測。多項式擬合法比較適用于計算機編程計算，不僅可以用于單站非差觀測數據的周跳探測與修復，還可以用于多站差分數據的周跳探測與修復。小波變換法與電離層殘差法存在相似的問題，不能精確地給出發生周跳值的大小，對于需要精密定位的情況，小波變換法難以完全滿足要求。

4 結束語

由于周跳產生的多變性和不確定性，目前那些常用的周跳探測和修復方法都不能很好地解決這方面的問題，研究更多的探測與修復組合方法也將會越來越成為研究的重點。將來GPS精密單點定位會更好地實現全球性、全天候、高精度、實時連續導航這一理念。

參考文獻

[1]王仁謙，朱建軍.利用雙頻載波相位觀測值求差的方法探測與修復周跳[J].測繪通報，2004（06）.

[2]李為喬，程鵬飛，蔡艷輝，等.GPS載波相位觀測值中周跳探測與修復的研究[J].測繪工程，2010（06）.

〔編輯：王霞〕

Abstract： Through the precise point positioning of GPS cycle slip detection and repair of literature reading， described the cycle slip produces reason and its detection and repair methods， and through the analysis and comparison of all kinds of methods， drawn in the week jump better combination method.

Key words： GPS； precise point positioning； circumferential jump； combined observation values