GPS 周跳的探测与修复解析ppt课件.ppt

周跳的探测与修复,授课教师：刘志强单 位：河海大学,主要内容,（一）周跳定义及其产生原因（二）周跳的特性（三）周跳的探测与处理方法,一 周跳定义及其产生原因,1.1 周跳的定义1.2 产生周跳的原因,时刻,1.1 周跳定义,由于某种原因，在某一时段计数器中止了正常的累积工作，从而使整周计数应有值少了 周，那么当计数器恢复正常工作后，所有的 便都会含有同一偏差值 。 这种整周计数 出现系统偏差而不足一周的部分 仍然保持正确的现象称为整周跳变，简称周跳（Cycle Slips）。,（一）卫星信号被障碍物阻挡 如树木、建筑物、桥梁、山峰等对卫星信号的阻挡造成。这种情况最频繁，尤其是基于载波相位的动态定位。（二）外界干扰或接收机所处的动态条件引起 恶劣的电离层条件、多路径效应、卫星高度角过低引起的低信噪比（S/N），以及接收机的高速运动。,1.2 产生周跳的原因,产生周跳的原因：卫星载波相位信号的暂时失锁,【Loss of Lock】,卫星信号的失锁可能发生在两个连续的历元间，也可能持续几分钟或更长时间，重新捕获信号之后的所有载波相位观测值都会与正确值相差 周。 整周跳变值 可能是1 周甚至数百万周。,二 周跳的特性(I),二 周跳的特性(II),对非差整周模糊度的影响,对差分整周模糊度的影响,三 周跳的探测与处理方法,3.1 周跳的探测3.2 周跳的处理方法,测距码与相位比较法,3.1 周跳的探测(I),伪距观测方程,载波相位观测方程,在无周跳的情况下， 。 由于伪距的观测噪声水平较大，该方法仅适合于大周跳的探测。,卫星径向速度,高次差法,3.1 周跳的探测(II),一次差,二次差,卫星径向加速度,四次差,值趋于零，残余误差呈偶然误差特性，主要受接收机钟误差影响。,3.1 周跳的探测(II)（续）,多项式拟合法 将 个无周跳的载波相位观测值 代入下式，进行多项式拟合。,3.1 周跳的探测(III),外推载波相位观测值,实际载波相位观测值,拟合多项式的阶数通常取至34阶即可； 实质上与高次差法类似，但便于计算。,宽巷组合观测值法,3.1 周跳的探测(IV),宽巷组合观测值,宽巷模糊度,通常用相位和测距码组合观测量计算 ：,理论上，宽巷模糊度应为常数。由于卫星信号在传播路径上的变化，对于低高度角卫星，宽巷模糊度会有少许的变动。,从第1个历元至第i个历元，所求得的i个 的均值 及其方差 ，可由下列递推公式计算：,3.1 周跳的探测(IV)（续）,Y,N,无周跳,周跳或粗差,Y,Y,如何区分L1还是L2观测值中的周跳若L1与L2中发生相同的周跳呢,3.1 周跳的探测(V),由于大部分误差源在短时间内（如几秒）是强相关的，因此通过信号间的时间差分可以很大程度上削弱这种相关性。 由于两相邻历元间的时间间隔相对较短，仪器偏差的变化完全可以忽略。这意味着周跳仍保持着其整数特性，因此可以用整周模糊度求解的方法来恢复周跳。,相邻历元间差分,历元间差分法,(ION GNSS 2009) Improving Real-Time Kinematic PPP with Instantaneous Cycle-Slip Correction,3.1 周跳的探测(V)（续）,固定整周模糊度LAMBDA,宽巷组合观测值,无几何影响组合观测值,相邻历元间差分,在探测出周跳后，可以有两种方式处理： 修复周跳 重置模糊度参数,3.2 周跳的处理方法,修复 or 重置,若要修复周跳，则首先要准确地知道周跳大小。如果修复不正确，将会影响后面的所有观测方程。,在探测出周跳后，重置模糊度参数是较为稳妥的方法。,谢谢！Thanks for your attention,