[发明专利]一种适用于低采样率的北斗三频周跳探测方法、系统及设备

权利要求书

1.一种适用于低采样率的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据伪距-相位观测值构建组合观测数据：

其中,r,s,t,i,j,k为观测值组合系数,f为载波频率，P和Φ分别为伪距与相位观测值，P和Φ均以米为单位；

步骤2，对步骤1所述组合观测数据进行历元间差分计算，结果如下：

其中，Δ为差分算子；β_(r,s,t)与β_(i,j,k)分别为伪距与相位组合观测值对应的电离层膨胀因子；μ_(r,s,t)与μ_(i,j,k)分别为伪距与相位组合观测值对应的观测噪声膨胀因子；

步骤3，基于组合观测值电离层膨胀因子与噪声膨胀因子，分别优选组合系数，构建超宽巷组合、宽巷组合和窄巷组合；

构建窄巷组合：

其中，a,b,c,d分别为对应观测值的系数；下标i,j,k为组合系数；γ为残余电离层膨胀因子，其计算公式为：

γ_(i,j,k)＝aβ_(1,0,0)+bβ_(0,1,0)+cβ_(0,0,1)-dβ_(1,-1,0))+β_(i,j,k)

残余电离层影响值可通过下式计算：

其中，下标τ为载波标识(τ＝2,3)；

a,b,c,d为观测值系数，其数值通过解算非线性约束方程组得到，其非线性约束条件包括：非线性约束条件1：

其中：σ_Δε为伪距观测值单差中误差，σ_Δε1、σ_Δε2、σ_Δε3分别取值为0.32m、0.25m、0.21m；σ_Φ为相位观测值中误差，根据仪器指标确定为0.003m；μ为观测噪声膨胀因子；

非线性约束条件2：|γ_(i,j,k)|＝min

线性约束条件3：a+b+c+d＝1(d≥0.5)

线性约束条件4：i+j+k＝±1

步骤4，进行矩阵运算，将步骤3所得超宽巷组合、宽巷组合和窄巷组合周跳值反算至原始频率相位观测值：

其中，分别为北斗三频原始相位观测值对应的周跳探测量，单位为周，所述矩阵运算满足系数矩阵可求逆，上式中所述系数矩阵的秩必为±1。

2.根据权利要求1所述的适用于低采样率的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，步骤1中，具体的，对应组合观测数据的频率、波长与整周模糊度计算公式为

其中，C为真空光速。

3.根据权利要求1所述的适用于低采样率的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，步骤2中，电离层膨胀因子与噪声膨胀因子的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的适用于低采样率的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，步骤3中，构建超宽巷组合,组合系数(i,j,k)取值(0,-1,1)，其对应的载波波长为4.884m：

其中，P和Φ分别为伪距与相位观测值，单位均为米；f为载波频率；λ为载波波长；N为整周模糊度，Δ为历元间差分算子；round()为四舍五入取整运算符；下标为频率标识。

5.根据权利要求1所述的适用于低采样率的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，步骤3中，构建宽巷组合,组合系数(i,j,k)取值(1,-1,0),其对应的载波波长为0.847m：

6.根据权利要求1所述的适用于低采样率的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，步骤3中，窄巷组合的系数为(4,-4,-1)，其对应的载波波长为0.112m,最优化约束解算的a,b,c,d分别为0.084、0.137、0.194和0.585。