[发明专利]多普勒周跳探测方法及系统

说明书

本申请涉及卫星定位技术领域，公开了一种多普勒周跳探测方法及系统。该方法包括：获取通过周跳标志为无整周跳的多个跟踪通道得到的多组载波相位观测量和多普勒观测量；根据当前历元和前一历元的载波相位观测量和多普勒观测量计算表征与跟踪通道对应的周跳长度和接收机调钟量的和的待检测量；将与多个跟踪通道对应的多个待检测量组成数据集并计算其原始中位数；计算各待检测量与该原始中位数的差值绝对值，当差值绝对值大于第一阈值时，将该待检测量作为离群点在数据集中剔除；根据剔除离群点后的数据集的中位数估计调钟量作为参考值，计算待检测量与参考值的差；根据待检测量与参考值的差判断待检测量对应跟踪通道的载波相位观测量发生周跳。

技术领域

本申请涉及卫星定位技术领域，特别涉及多普勒周跳探测技术。

背景技术

GNSS载波跟踪环路是一种易受干扰的、较为脆弱的环路，并且载波是一种不包含时间刻度的纯余弦波，因此在实际应用中，载波相位观测量时常会包含周跳。

在实际应用中，GNSS接收机跟踪通道输出的观测量信息有可能受到多种内部因素和/或外部因素的影响，例如观测量出现钟差调整等。因此，成功地探测出周跳，对于正确地估计载波相位模糊度，进而提高最终定位结果的精度至关重要。

作为GNSS观测量预处理的重要环节，现有的周跳探测方法形式多样，常见的有高次差法、历元间二次差及单差结合法、MW组合法、GF组合法等等。但是，这些方法通常对观测量的连续性、完整性有较高的要求。例如：高次差法要求至少有连续5个历元的载波相位观测量，在恶劣环境下，部分历元的载波观测量丢失时，该方法无法正常工作；历元间二次差及单差结合法同样要求至少3个历元的载波相位观测量，甚至需要计算不止1个历元的卫地距，并利用抗差最小二乘进行反复迭代，流程较为复杂，对数据的完整性以及处理器的计算能力都有较高要求；历元间二次差及单差结合法MW组合法、GF组合法则要求具有双频观测量，不适用于GNSS单频观测量。需要一种具有更强的异常处理能力的周跳探测方法以弥补上述各方法的不足。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多普勒周跳探测方法及系统，可以有效消除调钟对载波相位观测量的不良影响，具有更强的异常处理能力，能够更大限度地保证周跳探测的正确性。

本申请公开了一种多普勒周跳探测方法，包括：

获取通过周跳标志为无整周跳的多个跟踪通道得到的多组载波相位观测量和多普勒观测量；

根据当前历元和前一历元的载波相位观测量和多普勒观测量计算表征与所述跟踪通道对应的周跳长度和接收机调钟量的和的待检测量；

将多个所述待检测量组成数据集并计算数据集的原始中位数；

计算所述待检测量与所述数据集的原始中位数的差值绝对值，当所述差值绝对值大于第一阈值时，将该待检测量作为离群点在数据集中剔除；

根据剔除离群点后的数据集的中位数估计调钟量作为参考值，计算所述待检测量与所述参考值的差；

当所述待检测量与所述参考值的差的绝对值大于第二阈值时，判断所述待检测量对应跟踪通道的载波相位观测量发生周跳。

在一个优选例中，所述计算所述待检测量与所述数据集的原始中位数的差值绝对值，当所述差值绝对值大于第一阈值时，将该待检测量作为离群点在数据集中剔除的步骤，进一步包括：

计算各个所述待检测量与所述数据集的原始中位数的差值绝对值，对计算得到的多个所述差值绝对值取中位数，基于所述多个差值绝对值的中位数获得所述第一阈值。

在一个优选例中，所述第二阈值与对应所述跟踪通道得到的载波相位观测量的载波波长成正比。

在一个优选例中，所述第二阈值根据对应所述跟踪通道的载波相位观测量的载波波长、卫星高度角、载噪比获得。