[发明专利]奇异点保留滤波降噪的周跳探测方法

说明书

本发明公开了一种奇异点保留滤波降噪的周跳探测方法，包括如下步骤：Step1、建立MW组合观测序列；Step2、初始化；Step3、剔除MW组合观测序列中的野值；Step4：对序列进行一阶差分；Step5：对差分序列进行极值中值滤波；Step6：滑动平均降噪，得到历元i处的估计值和其方差的估计值；Step7：根据周跳判定准则判定是否周跳，并记录周跳历元和跳变量；Step8：滑动平均窗，直到滑动到最后一历元。本发明可以实现对MW组合降噪的同时保持周跳信号不被滤除，从而达到提高探测精度的效果，解决MW组合由于噪声过大导致的一到二周小周跳无法精准探测的问题。

技术领域

本发明属于GNSS观测数据处理的技术领域，涉及一种GNSS精密单点定位预处理技术，具体涉及一种奇异点保留滤波降噪的周跳探测方法。

背景技术

目前，随着GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）在各种领域中的应用和发展，不同的用户需要不同精度的定位服务。在测绘、大气、地震监测等领域要求的服务精度越来越高。相比于伪距观测量，载波相位观测量具有精度高、噪声低等优点，被广泛的应用于高精度定位定轨服务中。但由于载波相位本身存在周跳、整周模糊度不固定等问题，使得在高精度定位定轨服务中，必须首先实现周跳的精准探测和模糊度的解算。

周跳探测是模糊度解算的前提，只有做到精准的周跳探测才能正确的参数化模糊度，构造正确的法方程求解模糊度，提高GNSS精密定位的精度和可靠性。当GNSS接收机锁相环失锁就会产生周跳，在低信噪比以及卫星仰角过低时都有可能发生周跳。特别的，对于我国北斗卫星导航系统，GEO（Geosynchronous orbit，地球同步轨道）卫星有着卫星轨道高、卫星几何差、需要频繁进行机动调整等原因导致周跳偏多。特别的对于一些低仰角（15°-20°）的GEO卫星，更是存在频繁的一周小周跳，经典的TurboEdit方法不能准确可靠地探测该周跳。

MW组合作为周跳探测经典组合量，有着不含几何量和电离层残差误差影响的优点，但噪声偏大不利于小周跳的探测。

TurboEdit方法采用MW组合作为主要探测量，对于某一历元 采用如下公式进行估计和方差更新：

其中为历元的MW组合估计值，为该历元方差估计量。当历元的实际量减去历元的估计量的绝对值大于时，首先判断其是否为野值，若否则判定为周跳并记录历元，随后从新初始化更新和。实际上该更新过程就是一个滑动平均过程，一旦某历元存在小周跳未被检测出，就会导致方差更新发散，最终导致该历元以后的小周跳根本无法被探测出；另外在初始化过程中若出现周跳，将严重影响后续周跳探测的精度。所以，该方法仅适用于周跳不频繁出现的情况。同时，受伪距噪声的影响，该方法几乎无法探测一到二周的小周跳。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种奇异点保留滤波降噪的周跳探测方法，其可以实现对MW组合降噪的同时保持周跳信号不被滤除，从而达到提高探测精度的效果，解决MW组合由于噪声过大导致的一到二周小周跳无法精准探测的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种奇异点保留滤波降噪的周跳探测方法，包括如下步骤：

Step1、建立MW组合观测序列，为第i历元MW组合观测值；

Step2、初始化，选取合适的滑动平均窗长和极值中值滤波窗长，并满足关系；

Step3、通过中值滤波器剔除MW组合观测序列中的野值；

Step4：对序列：

进行一阶差分得到：