[发明专利]一种基于形态滤波和奇异值分解的周跳检测方法

说明书

本发明公开了一种基于形态滤波和奇异值分解的周跳检测方法，方法为：对含周跳的信号构建Hankel矩阵，并对其进行SVD分解，得到奇异值分量信号；对SVD分解后的奇异值分量信号进行形态滤波处理，获得形态滤波后的信号，通过峭度值原则选取有效的形态滤波后的信号进行信号重构，根据重构的信号得出周跳发生的准确位置。本发明不仅可以有效地用于不同历元间加入了不同周跳进行探测，也可以有效地用于单周跳探测。

技术领域

本发明涉及一种基于形态滤波和奇异值分解的周跳检测方法，属于北斗导航定位数据预处理领域。

背景技术

随着导航和定位技术在生活和军事当中的应用越来越多，对定位精度的要求也越来越高。另一方面，我国对北斗卫星导航系统（BDS）的建设也日趋完善，逐渐使之成为一个安全、高效、高质量的系统。在达到这些要求的同时，如何提高定位的精确性，其中对周跳的探测就是一个关键的因素。在处理BDS数据时，周跳的存在会使观测值中出现一个偏差，这会使观测值失真，从而不能准确解算整周模糊度，因而，周跳探测是BDS载波相位高精度定位必须要解决的问题之一。

对于周跳检测方法，国内外相关研究领域主要有：高次残差法、伪距载波相位差法、Blewitt法、无几何距离法和多项式拟合法等。但是在已有方法中，较有效的探测方法像无几何距离法和Blewitt法等都是针对双频观测数据的，对于单频数据因无法构成无几何组合以及MW（Melbourne-Wubbena）组合，基于此本发明为了快速达到对北斗单频周跳的探测，采用SVD-形态滤波相结合的周跳探测方法，提取周跳的特征信号，进行周跳检测。

发明内容

本发明提供了一种基于形态滤波和奇异值分解的周跳检测方法，以用于实现周跳检测。

本发明的技术方案是：一种基于形态滤波和奇异值分解的周跳检测方法，对含周跳的信号构建Hankel矩阵，并对其进行SVD分解，得到奇异值分量信号；对SVD分解后的奇异值分量信号进行形态滤波处理，获得形态滤波后的信号，通过峭度值原则选取有效的形态滤波后的信号进行信号重构，根据重构的信号得出周跳发生的准确位置。

所述方法的具体步骤如下：

Step1、含周跳的信号构建Hankel矩阵，通过对奇异值分布曲线的分析选择矩阵维数m，并对其进行SVD分解，得到m个奇异值分量信号；

Step2、对SVD分解后的m个奇异值分量信号进行形态滤波处理，获得m个形态滤波后的信号，通过峭度值原则选取最大的两个峭度值对应的形态滤波后的信号进行信号重构，根据重构的信号得出周跳发生的准确位置。

所述通过对奇异值分布曲线的分析选择矩阵维数m具体为：奇异值分布曲线中奇异值取值为零时对应的维数。

本发明的有益效果是：本发明不仅可以有效地用于不同历元间加入了不同周跳进行探测，也可以有效地用于单周跳探测。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明中未添加周跳的原始信号波形图；

图3为本发明中的奇异值曲线图；

图4为本发明中滤波处理前的分量信号波形图；

图5为本发明中滤波处理后的分量信号波形图；

图6为本发明中重构信号波形图；

图7为本发明中形态滤波后分量信号波形图；

图8为本发明中形态滤波重构信号波形图；

图9为传统SVD对周跳信号探测的波形图。

具体实施方式