周跳的探测及修复

2016-12-21 18:08:22 |人围观 | 评论:

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]。但由于种种原因,如卫星信号被遮挡或卫星电路瞬时故障,gps接收机附近的电磁干扰,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,必须寻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,下面分别讨论之。

(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。如果观测值中出现周跳,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,如果10秒钟观测一次,这种变化可达数万周,不易发现数十周的周跳。为此,可对相邻观测值求高次差,以削弱站星距变化对整周计数值的影响。在这种情况下,如果没有周跳,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。





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序号ni

一次差

二次差

三次差

四次差

五次差

30

464623.1581

11210.0672

398.6859

1.1281

1.3791

-101.9586

31

475833.2251

11608.7531

32

487441.9784

399.8140

12008.5671

2.5072

33

499450.5455

402.3212

-100.5795

12410.8883

-98.0723

401.5434

34

511861.4338

304.2489

300.9639

12715.1372

202.8916

-601.2360

35*

524576.5710

507.1405

-300.2721

13222.2777

-97.3805

399.8502

36*

537798.8487

409.7600

99.5781

13632.0377

2.1976

37*

551430.8864

411.9576

14043.9951

38*

565474.8817