[發(fā)明專利]多普勒周跳探測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010350222.1
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN113568014B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張希
• 申請（專利權(quán)）人: 千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29;G01S19/43;G01S19/40
• 代理公司: 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 成春榮;須一平

本申請涉及衛(wèi)星定位技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種多普勒周跳探測方法及系統(tǒng)。該方法包括：獲取通過周跳標(biāo)志為無整周跳的多個(gè)跟蹤通道得到的多組載波相位觀測量和多普勒觀測量；根據(jù)當(dāng)前歷元和前一歷元的載波相位觀測量和多普勒觀測量計(jì)算表征與跟蹤通道對應(yīng)的周跳長度和接收機(jī)調(diào)鐘量的和的待檢測量；將與多個(gè)跟蹤通道對應(yīng)的多個(gè)待檢測量組成數(shù)據(jù)集并計(jì)算其原始中位數(shù)；計(jì)算各待檢測量與該原始中位數(shù)的差值絕對值，當(dāng)差值絕對值大于第一閾值時(shí)，將該待檢測量作為離群點(diǎn)在數(shù)據(jù)集中剔除；根據(jù)剔除離群點(diǎn)后的數(shù)據(jù)集的中位數(shù)估計(jì)調(diào)鐘量作為參考值，計(jì)算待檢測量與參考值的差；根據(jù)待檢測量與參考值的差判斷待檢測量對應(yīng)跟蹤通道的載波相位觀測量發(fā)生周跳。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及衛(wèi)星定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及多普勒周跳探測技術(shù)。

背景技術(shù)

GNSS載波跟蹤環(huán)路是一種易受干擾的、較為脆弱的環(huán)路，并且載波是一種不包含時(shí)間刻度的純余弦波，因此在實(shí)際應(yīng)用中，載波相位觀測量時(shí)常會(huì)包含周跳。

在實(shí)際應(yīng)用中，GNSS接收機(jī)跟蹤通道輸出的觀測量信息有可能受到多種內(nèi)部因素和/或外部因素的影響，例如觀測量出現(xiàn)鐘差調(diào)整等。因此，成功地探測出周跳，對于正確地估計(jì)載波相位模糊度，進(jìn)而提高最終定位結(jié)果的精度至關(guān)重要。

作為GNSS觀測量預(yù)處理的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)有的周跳探測方法形式多樣，常見的有高次差法、歷元間二次差及單差結(jié)合法、MW組合法、GF組合法等等。但是，這些方法通常對觀測量的連續(xù)性、完整性有較高的要求。例如：高次差法要求至少有連續(xù)5個(gè)歷元的載波相位觀測量，在惡劣環(huán)境下，部分歷元的載波觀測量丟失時(shí)，該方法無法正常工作；歷元間二次差及單差結(jié)合法同樣要求至少3個(gè)歷元的載波相位觀測量，甚至需要計(jì)算不止1個(gè)歷元的衛(wèi)地距，并利用抗差最小二乘進(jìn)行反復(fù)迭代，流程較為復(fù)雜，對數(shù)據(jù)的完整性以及處理器的計(jì)算能力都有較高要求；歷元間二次差及單差結(jié)合法MW組合法、GF組合法則要求具有雙頻觀測量，不適用于GNSS單頻觀測量。需要一種具有更強(qiáng)的異常處理能力的周跳探測方法以彌補(bǔ)上述各方法的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種多普勒周跳探測方法及系統(tǒng)，可以有效消除調(diào)鐘對載波相位觀測量的不良影響，具有更強(qiáng)的異常處理能力，能夠更大限度地保證周跳探測的正確性。

本申請公開了一種多普勒周跳探測方法，包括：

獲取通過周跳標(biāo)志為無整周跳的多個(gè)跟蹤通道得到的多組載波相位觀測量和多普勒觀測量；

根據(jù)當(dāng)前歷元和前一歷元的載波相位觀測量和多普勒觀測量計(jì)算表征與所述跟蹤通道對應(yīng)的周跳長度和接收機(jī)調(diào)鐘量的和的待檢測量；

將多個(gè)所述待檢測量組成數(shù)據(jù)集并計(jì)算數(shù)據(jù)集的原始中位數(shù)；

計(jì)算所述待檢測量與所述數(shù)據(jù)集的原始中位數(shù)的差值絕對值，當(dāng)所述差值絕對值大于第一閾值時(shí)，將該待檢測量作為離群點(diǎn)在數(shù)據(jù)集中剔除；

根據(jù)剔除離群點(diǎn)后的數(shù)據(jù)集的中位數(shù)估計(jì)調(diào)鐘量作為參考值，計(jì)算所述待檢測量與所述參考值的差；

當(dāng)所述待檢測量與所述參考值的差的絕對值大于第二閾值時(shí)，判斷所述待檢測量對應(yīng)跟蹤通道的載波相位觀測量發(fā)生周跳。

在一個(gè)優(yōu)選例中，所述計(jì)算所述待檢測量與所述數(shù)據(jù)集的原始中位數(shù)的差值絕對值，當(dāng)所述差值絕對值大于第一閾值時(shí)，將該待檢測量作為離群點(diǎn)在數(shù)據(jù)集中剔除的步驟，進(jìn)一步包括：

計(jì)算各個(gè)所述待檢測量與所述數(shù)據(jù)集的原始中位數(shù)的差值絕對值，對計(jì)算得到的多個(gè)所述差值絕對值取中位數(shù)，基于所述多個(gè)差值絕對值的中位數(shù)獲得所述第一閾值。

在一個(gè)優(yōu)選例中，所述第二閾值與對應(yīng)所述跟蹤通道得到的載波相位觀測量的載波波長成正比。

在一個(gè)優(yōu)選例中，所述第二閾值根據(jù)對應(yīng)所述跟蹤通道的載波相位觀測量的載波波長、衛(wèi)星高度角、載噪比獲得。