一種基于拓展嶺估計(jì)的北斗三頻周跳實(shí)時(shí)處理方法
發(fā)布時(shí)間:2021-08-25 06:10
構(gòu)建了兩個(gè)無(wú)幾何相位組合以及一個(gè)無(wú)幾何偽距相位組合,并將其組成3個(gè)線(xiàn)性無(wú)關(guān)的周跳探測(cè)量,三者均能有效探測(cè)出小至一周的周跳。針對(duì)該探測(cè)組合存在的方程組病態(tài)的問(wèn)題,提出了一種基于拓展嶺估計(jì)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou navigation satellite system,BDS)三頻周跳實(shí)時(shí)修復(fù)方法。該方法首先采用統(tǒng)計(jì)-驗(yàn)證-優(yōu)化的方式確定出嶺參數(shù)搜索域R,然后以殘差平方和最小為原則在R中搜索嶺參數(shù)k值,最后對(duì)嶺估計(jì)實(shí)數(shù)解求整得到整數(shù)周跳,并將歷元修復(fù)后的兩組殘差平方和設(shè)為周跳修復(fù)可靠性檢驗(yàn)指標(biāo)。利用BDS三頻實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該算法進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全部北斗二號(hào)系統(tǒng)(BDS-2)和北斗三號(hào)系統(tǒng)(BDS-3)衛(wèi)星三頻周跳的實(shí)時(shí)探測(cè)與修復(fù),具有較高的處理效率、適用性以及可靠性。
【文章來(lái)源】:武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2020,45(01)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
C32 v1、v2值
設(shè)置周跳修復(fù)準(zhǔn)確性檢驗(yàn)指標(biāo)v1和v2,當(dāng)周跳修復(fù)完成后,若某歷元v1或v2出現(xiàn)異常值,則認(rèn)為該歷元周跳修復(fù)失敗,需要擴(kuò)大嶺參數(shù)k的搜索區(qū)域R,進(jìn)一步搜索直到該異常值消失,該指標(biāo)可有效確保周跳修復(fù)的可靠性。本文算法具體實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示(算法中異常值歷元指的是該歷元v1或v2值相較于其他歷元大得多或該歷元自身明顯異常,形成顯著孤值)。3 周跳實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
實(shí)驗(yàn)選取2017‐02‐14 CUT0站使用TRIM‐BLE NETR9接收機(jī)觀測(cè)的北斗二號(hào)系統(tǒng)(BDS‐2)C01衛(wèi)星30 s采樣間隔的靜態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù),共2 800個(gè)歷元,所選弧段衛(wèi)星高度角均大于10°,該衛(wèi)星數(shù)據(jù)未參與嶺參數(shù)k值搜索區(qū)域R的確定。單歷元模擬周跳實(shí)驗(yàn)在3個(gè)頻段的第500、1 000、1 500、2 000歷元處分別加入[4 0 1]、[1 2 1]、[0 1 2]、[1 10 15]組合周跳,其中[4 0 1]是偽距相位組合的不敏感周跳組合,而[0 1 2]是[1-2 1]無(wú)幾何相位組合探測(cè)量較小的周跳組合,[1 2 1]為一般小周跳,[1 10 15]為一般大周跳,單歷元模擬周跳探測(cè)以及修復(fù)情況分別如表3、圖2所示。由圖2可知,本文所選的無(wú)幾何相位組合的探測(cè)量在未發(fā)生周跳時(shí)基本穩(wěn)定在0.02周以?xún)?nèi),具有很小的觀測(cè)噪聲水平,偽距相位組合的探測(cè)量也穩(wěn)定在0.2周左右,三者組合使用具有很高的探測(cè)靈敏度。同時(shí),3個(gè)周跳探測(cè)組合雖然各自存在不敏感周跳組合,但并不相互重疊,理論上任意周跳在3個(gè)觀測(cè)量的結(jié)合使用中均可被有效探測(cè)。由圖2(a)可以看出,[1 3-4]偽距相位組合未能探測(cè)出自身的敏感周跳組合[4 0 1],但該周跳組合均能夠被其他兩個(gè)無(wú)幾何相位組合有效識(shí)別;同樣圖2(c)中,[1-2 1]無(wú)幾何相位組合未能有效探測(cè)其自身不敏感周跳組合[0 1 2],但該周跳組合被其余兩個(gè)組合觀測(cè)量成功探測(cè),這與前文理論分析保持一致。圖2(b)、圖2(d)則分別說(shuō)明了該探測(cè)組合對(duì)于一般小周跳、一般大周跳的探測(cè)能力。在周跳修復(fù)方面,由表3可以看出各個(gè)歷元添加的模擬周跳均被有效修復(fù),算法設(shè)置的修復(fù)正確性判斷指標(biāo)均處于正常水平,其中,v1值反映出了修復(fù)的整數(shù)跳值與探測(cè)量之間具有非常良好的相符程度,同時(shí),處于10-4量級(jí)的v2表明通過(guò)算法得到的實(shí)數(shù)周跳與對(duì)其取整得到的整數(shù)周跳之間的舍入誤差非常小,取整過(guò)程具有極高的可靠性。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]病態(tài)數(shù)據(jù)處理的嶺估計(jì)迭代解法[J]. 吳光明,魯鐵定. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2019(02)
[2]北斗三頻觀測(cè)值強(qiáng)電離層條件下的周跳探測(cè)與修復(fù)[J]. 王堅(jiān),扈旋旋,寧一鵬,姚一飛. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]利用北斗三頻非差數(shù)據(jù)進(jìn)行周跳實(shí)時(shí)探測(cè)與修復(fù)[J]. 謝建濤,隋春玲,郝金明,高姍,崔志偉. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2016(12)
[4]三頻GNSS電離層周跳處理[J]. 黃令勇,翟國(guó)君,歐陽(yáng)永忠,徐廣袖,李凱鋒,黃賢源,范龍. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2015(07)
[5]偽距相位和無(wú)幾何相位組合探測(cè)與修復(fù)多頻周跳的比較[J]. 李林陽(yáng),呂志平,崔陽(yáng),王鴻斌. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2015(03)
[6]BDS triple-frequency carrier-phase linear combination models and their characteristics[J]. ZHANG XiaoHong,HE XiYang. Science China(Earth Sciences). 2015(06)
[7]GPS三頻非差觀測(cè)值探測(cè)與修復(fù)周跳[J]. 曹新運(yùn),王堅(jiān). 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2014(04)
[8]GNSS精密單點(diǎn)定位中的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制[J]. 張小紅,郭斐,李盼,左翔. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(08)
[9]基于偽距相位組合實(shí)時(shí)探測(cè)與修復(fù)GNSS三頻非差觀測(cè)數(shù)據(jù)周跳[J]. 李金龍,楊元喜,徐君毅,何海波,郭海榮. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]病態(tài)加權(quán)總體最小二乘平差的嶺估計(jì)解法[J]. 王樂(lè)洋,許才軍,魯鐵定. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2010(11)
本文編號(hào):3361561
【文章來(lái)源】:武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2020,45(01)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
C32 v1、v2值
設(shè)置周跳修復(fù)準(zhǔn)確性檢驗(yàn)指標(biāo)v1和v2,當(dāng)周跳修復(fù)完成后,若某歷元v1或v2出現(xiàn)異常值,則認(rèn)為該歷元周跳修復(fù)失敗,需要擴(kuò)大嶺參數(shù)k的搜索區(qū)域R,進(jìn)一步搜索直到該異常值消失,該指標(biāo)可有效確保周跳修復(fù)的可靠性。本文算法具體實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示(算法中異常值歷元指的是該歷元v1或v2值相較于其他歷元大得多或該歷元自身明顯異常,形成顯著孤值)。3 周跳實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
實(shí)驗(yàn)選取2017‐02‐14 CUT0站使用TRIM‐BLE NETR9接收機(jī)觀測(cè)的北斗二號(hào)系統(tǒng)(BDS‐2)C01衛(wèi)星30 s采樣間隔的靜態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù),共2 800個(gè)歷元,所選弧段衛(wèi)星高度角均大于10°,該衛(wèi)星數(shù)據(jù)未參與嶺參數(shù)k值搜索區(qū)域R的確定。單歷元模擬周跳實(shí)驗(yàn)在3個(gè)頻段的第500、1 000、1 500、2 000歷元處分別加入[4 0 1]、[1 2 1]、[0 1 2]、[1 10 15]組合周跳,其中[4 0 1]是偽距相位組合的不敏感周跳組合,而[0 1 2]是[1-2 1]無(wú)幾何相位組合探測(cè)量較小的周跳組合,[1 2 1]為一般小周跳,[1 10 15]為一般大周跳,單歷元模擬周跳探測(cè)以及修復(fù)情況分別如表3、圖2所示。由圖2可知,本文所選的無(wú)幾何相位組合的探測(cè)量在未發(fā)生周跳時(shí)基本穩(wěn)定在0.02周以?xún)?nèi),具有很小的觀測(cè)噪聲水平,偽距相位組合的探測(cè)量也穩(wěn)定在0.2周左右,三者組合使用具有很高的探測(cè)靈敏度。同時(shí),3個(gè)周跳探測(cè)組合雖然各自存在不敏感周跳組合,但并不相互重疊,理論上任意周跳在3個(gè)觀測(cè)量的結(jié)合使用中均可被有效探測(cè)。由圖2(a)可以看出,[1 3-4]偽距相位組合未能探測(cè)出自身的敏感周跳組合[4 0 1],但該周跳組合均能夠被其他兩個(gè)無(wú)幾何相位組合有效識(shí)別;同樣圖2(c)中,[1-2 1]無(wú)幾何相位組合未能有效探測(cè)其自身不敏感周跳組合[0 1 2],但該周跳組合被其余兩個(gè)組合觀測(cè)量成功探測(cè),這與前文理論分析保持一致。圖2(b)、圖2(d)則分別說(shuō)明了該探測(cè)組合對(duì)于一般小周跳、一般大周跳的探測(cè)能力。在周跳修復(fù)方面,由表3可以看出各個(gè)歷元添加的模擬周跳均被有效修復(fù),算法設(shè)置的修復(fù)正確性判斷指標(biāo)均處于正常水平,其中,v1值反映出了修復(fù)的整數(shù)跳值與探測(cè)量之間具有非常良好的相符程度,同時(shí),處于10-4量級(jí)的v2表明通過(guò)算法得到的實(shí)數(shù)周跳與對(duì)其取整得到的整數(shù)周跳之間的舍入誤差非常小,取整過(guò)程具有極高的可靠性。
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期刊論文
[1]病態(tài)數(shù)據(jù)處理的嶺估計(jì)迭代解法[J]. 吳光明,魯鐵定. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2019(02)
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[4]三頻GNSS電離層周跳處理[J]. 黃令勇,翟國(guó)君,歐陽(yáng)永忠,徐廣袖,李凱鋒,黃賢源,范龍. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2015(07)
[5]偽距相位和無(wú)幾何相位組合探測(cè)與修復(fù)多頻周跳的比較[J]. 李林陽(yáng),呂志平,崔陽(yáng),王鴻斌. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2015(03)
[6]BDS triple-frequency carrier-phase linear combination models and their characteristics[J]. ZHANG XiaoHong,HE XiYang. Science China(Earth Sciences). 2015(06)
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[8]GNSS精密單點(diǎn)定位中的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制[J]. 張小紅,郭斐,李盼,左翔. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(08)
[9]基于偽距相位組合實(shí)時(shí)探測(cè)與修復(fù)GNSS三頻非差觀測(cè)數(shù)據(jù)周跳[J]. 李金龍,楊元喜,徐君毅,何海波,郭海榮. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]病態(tài)加權(quán)總體最小二乘平差的嶺估計(jì)解法[J]. 王樂(lè)洋,許才軍,魯鐵定. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2010(11)
本文編號(hào):3361561
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