[发明专利]基于多普勒辅助的MW组合法探测与修复周跳改进的方法

说明书

本发明公开了基于多普勒辅助的MW组合法探测与修复周跳改进的方法，其特征是，包括如下步骤：1）获取L1、L2的观测数据；2）获得载波相位和测码伪距观测方程；3）得到MW组合观测模型；4）计算出周跳；5）得到MW组合的平均宽巷模糊度和均方根；6）判断周跳；7）确定多普勒值与载波相位和时间的关系；8）得到多普勒积分观测模型；9）在L1频段信号、L2频段信号载波相位上分别添加m、n周的周跳；10）改进后的观测值重新进行多普勒积分运算；11）判断周跳发生；12）获得结果。这种方法能分辨出GPS信号L1和L2周跳发生的载波位置。

技术领域

本发明涉及导航定位领域，具体涉及滑坡形变监测高精度定位的改进周跳检测算法，尤其是基于多普勒辅助的MW组合法探测与修复周跳改进的方法。

背景技术

目前，现代化的全球定位系统GPS(Global Positioning System，简称GPS)系统中，由于电离层、对流层、伪距及多路径效应等误差对周跳探测会产生很大的影响，传统探测周跳的方法精度不高，无法探测出较小的周跳。对于双频周跳的处理多用双频相位和伪距联合的MW(Melborne-Wnbbena，简称，MW)组合法，该组合由于其组合波长较长能够很大程度上消除站星几何距离及电离层所造成的影响，并且适合动态情形的周跳，因此可以有效探测小至1周的周跳，但是，MW组合法虽能探测到一周的周跳，但不能分辨出这个周跳发生在哪个载波上，而且当GPS系统中L1和L2频段信号的载波相位发生同样大小的周跳时，它将无法探测到这样的周跳组合。多普勒观测量是载波相位的一阶导数，表示载波相位的变化率，它是一种非常稳定，并且独立于载波相位的观测值，并不会因为相位发生周跳而发生变化，多普勒积分法探测周跳的能力取决于多普勒观测精度以及数据采样率，观测精度越高，采样率越高，探测小周跳能力越强，且不受接收机运动状态的影响，因此，多普勒积分法与MW组合法有着很好的互补性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于多普勒辅助的MW组合法探测与修复周跳改进的方法。这种方法能分辨出GPS信号L1和L2周跳发生的载波位置。

实现本发明目的的技术方案是：

基于多普勒辅助的MW组合法探测与修复周跳改进的方法，与现有技术不同的是，包括如下步骤：

1)获取L1、L2的观测数据：分别获取GPS系统中L1、L2频段信号的T个载波相位码伪距P₁、P₂以及多普勒观测值D₁、D₂；

2)获得载波相位和测码伪距观测方程：GPS系统中载波相位和测码伪距基本观测方程为公式(1)-公式(4)，其中，公式(1)、公式(2)分别为L1频段、L2频段的测码伪距的基本观测方程，公式(3)、公式(4)分为L1频段、L2频段的载波相位观测方程；

式中：λ₁和λ₂分别表示系统中L1频段信号和L2频段信号载波上的波长，f₁和f₂分别为对应的频率且f₁＝154×10.23MHz，f₂＝120×10.23MHz；和表示以周为单位的载波相位观测值；ρ为接收机到卫星P之间的几何距离；C表示光速；δt_u和δt_s分别代表接收机钟差和卫星P的钟差；I为电离层延迟误差；T为对流层延迟误差；N₁和N₂分别为L1和L2载波相位观测值的整周模糊度；

3)得到MW组合观测模型：根据公式(1)-公式(4)对载波相位观测值和码伪距观测值进行MW组合，得到MW组合观测模型：