[發明專利]北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法、設備及存儲設備

有效

• 申請號: 201810937216.9
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109143298B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 鄒蓉;黎爭;趙鵬
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫麗麗

本發明提供了北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法、設備及存儲設備，北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法僅使用相鄰歷元的非差非組合觀測值進行周跳探測與修復，可實時運行，適用于網絡RTK、單基站RTK、變形監測等觀測站位置變化緩慢的應用場景，且對接收機的頻率數沒有要求。本發明的有益效果是：本發明所提供的技術方案有效的利用了多系統下衛星數量增加、衛星幾何機構優化的優勢，適應了當前北斗和GPS從站間雙差組合觀測處理向非差非組合發展的趨勢，簡化了周跳探測的流程，提高了探測的成功率和準確率，在周跳修復的過程中使用了部分模糊度固定的方法對非整周粗差進行剔除，可有效的提高北斗和GPS的定位精度。

技術領域

本發明涉及衛星導航定位技術領域，尤其涉及北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法、設備及存儲設備。

背景技術

整周模糊度是GNSS(Global Navigation Satellites System)載波相位觀測值的未知整周部分，只有正確的解算模糊度，才能利用高精度的載波相位觀測值進行高精度應用，例如RTK(Real-time Kinematic)、PPP(Precise Point Positioning)等。然而，在實際環境中，GNSS接收機在接收衛星信號過程中，衛星信號會受到外部環境的遮擋，從而導致接收機不能連續跟蹤信號也稱為信號失鎖，當重新跟蹤到衛星信號時，其載波相關觀測值的未知整周部分會發生變化，這種變化即為周跳，在GNSS數據處理的過程中，必須對周跳進行處理，否則會引入誤差，例如GPS L1頻段的載波相位觀測值發生1周的周跳，弱不能將其探測到，則會引入0.19米的誤差。另外，若對發生的周跳不進行修復，則需要對該衛星進行重新初始化，影響定位的連續性。

北斗和GPS靜止觀測站是基于北斗和GPS位置服務中的重要設施之一，例如連續運行參考站網，其是現代化、大眾化、集約化、高質量測繪基準體系的重要基礎設施之一，也是高精度時空位置服務的重要基礎設施之一。參考站網的連續穩定的模糊度解算是實現其高精度時空基準的基礎，所以參考站的周跳探測與修復對于整個連續運行參考站網絡的有效運行具有十分重要的意義。另外類似的靜止觀測站應用還包括：北斗和GPS變形監測站、北斗和GPS氣象監測站、北斗和GPS時間比對觀測站等等。所以研究北斗和GPS靜止觀測值的周跳探測與修復具有重要的理論和應用意義。

目前對實時GNSS周跳的探測和修復研究較多，主要可以分為兩種：第一種即為分衛星進行單獨探測，這種方法主要通過多種觀測值或者不同頻率間的觀測值進行組合，例如Blewitt提出的經典Turbo Edit方法，主要就是利用GF組合和MW組合進行周跳探測與修復。這類方法可以對每顆衛星進行探測和修復，流程簡單且有效。然而，這類方法需要將多頻觀測值進行組合探測，或者引入噪聲較大的觀測值例如偽距、多普勒等，引入其他傳感器觀測值時會增加硬件成本。

另一種方法則以歷元間差分法為代表，顧及衛星的幾何結構，利用粗差探測法進行周跳探測，進而采用最小二乘的方法進行周跳修復。這類方法利用了電離層延遲、對流層延遲、硬件延遲等誤差的時間相關性，利用歷元間差分將其消除，在高采樣率(例如1Hz)時可以對單頻非差非組合數據進行周跳探測與修復，缺點在于探測周跳時需要利用粗差探測的方法，當存在多個周跳時，該方法不易準確探測周跳。

靜止觀測站多具有采樣率高，衛星數多的特點，且PPP、PPP-RTK等技術的興起也對非差非組合的周跳探測與修復提出了要求，所以使用歷元間差分法進行參考站的周跳探測與修復，同時利用參考站處于靜止狀態的特點，迫切需要構建一種適用于北斗和GPS靜止觀測站的非差非組合周跳修復與探測方法，能夠探測觀測值中整周周跳和非整周粗差，從而保證靜止觀測站連續可靠的模糊度解算，實現連續可靠的高精度位置服務。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法、設備及存儲設備，北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法，主要包括以下步驟：

請參考圖1，圖1是本發明實施例中北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法的流程圖，具體包括如下步驟：