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GPS周跳探测与修复方法研究

冯磊  
【摘要】:周跳是影响GPS载波相位定位精度的重要因素之一,实现精密定位必须要对相位观测值中的周跳进行探测与修复。GAMIT、GIPSY等科研软件在数据预处理阶段都有各自的周跳探测与修复模块,而商用随机软件中的周跳探测通常是采用屏幕扫描法,禁用某些区段的观测值,探测效果不佳,是影响商用软件数据处理精度的因素之一。因此,系统研究周跳探测算法,开发自主的载波相位周跳探测与修复软件,对载波相位定位精度的提高具有重要的研究意义和应用价值。 首先以GPS现代化后三频观测值线性组合为基础,阐述了三频相位组合与三频相伪距组合的一般形式,同时对其观测误差、电离层延迟因子和组合观测值的选取进行了分析。 其次,在对单频、双频和多频周跳探测算法系统分析的基础上,将用于模型显著性检验的线性假设检验理论引入多项式拟合法探测周跳中,对传统多项式拟合法探测周跳进行了改进,实验结果表明算法可行;分析了不同延拓方式对小波变换中“边缘效应”的影响,实现了小波变换法直接探测与修复周跳的算法;提出了一种基于GF-DCPC的双频周跳探测与修复算法,对两类多频周跳探测算法进行实验,证明其具备较好的周跳探测效果。 最后,实现了基于Matlab的GPS周跳探测与修复系统,集成了单频、双频和多频观测值的周跳探测算法,具有文件读写、格式转换、卫星观测值提取、周跳探测与修复等功能,数据处理后效果较好。


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