[发明专利]一种基于钟跳接收机的载波相位周跳探测与修复方法

说明书

本发明公开了一种基于钟跳接收机的载波相位周跳探测与修复方法，包括：两个测站利用各自接收机测量的伪距进行伪距单点定位，得到两个测站的绝对位置以及对应的卫星坐标；基于两个测站的绝对位置以及卫星位置，建立双差载波相位观测方程，对方程进行线性化获得双差载波相位观测值，将双差载波相位观测值减去零阶项得到双差载波相位观测方程的自由项；根据前后时刻双差载波相位观测方程的自由项的差值进行周跳探测；根据前后时刻双差载波相位观测方程自由项的差值进行周跳修复。本发明解决了钟差跳跃修正接收机测量数据不连续的周跳探测与修复问题，提高了静态高精度相对定位或定向寻北的可用性和可靠性。

技术领域

本发明涉及卫星测量数据高精度处理领域，尤其涉及一种基于钟跳接收机的载波相位周跳探测与修复方法。

背景技术

载波相位周跳探测修复是卫星数据高精度处理中的核心关键技术之一，在静态相对定位、参考站网数据处理、车辆定向、寻北等领域有广泛的应用。在进行卫星高精度相对定位或定向寻北时，需要将两个测站的卫星载波相位观测数据进行双差处理，并对双差载波相位观测数据进行周跳探测与修复，保证双差观测数据的连续性，然后解算双差载波相位的整周模糊度，获取两个测站间的相对位置矢量或真北方位。目前已有的用于卫星高精度相对定位或定向寻北方法主要有基于载波相位差分三差的探测与修复法(参见[1]李传龙.基于高次差与多项式拟合的周跳探测方法研究，哈尔滨商业大学学报，2015.[2]庞宇.利用载波相位双差观测值进行周跳探测与修复，城市建设理论研究(电子版)，2013.)，这种典型的方法难以有效解决以下问题：依赖接收机时钟，需保证观测数据的连续性；钟差跳跃修正接收机采用该方法会产生周跳误探和误修现象。

发明内容

本发明提出一种基于钟跳接收机的载波相位周跳探测与修复方法，解决了钟差跳跃修正接收机测量数据不连续的周跳探测与修复问题，提高了静态高精度相对定位或定向寻北的可用性和可靠性。

本发明解其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于钟跳接收机的载波相位周跳探测与修复方法，包括：

S1，两个测站利用各自接收机测量的伪距进行伪距单点定位，得到两个测站的绝对位置以及对应的卫星坐标；

S2，基于两个测站的绝对位置以及卫星位置，建立双差载波相位观测方程，对方程进行线性化获得双差载波相位观测值，将双差载波相位观测值减去零阶项得到双差载波相位观测方程的自由项；

S3，根据前后时刻双差载波相位观测方程的自由项的差值进行周跳探测；

S4，根据前后时刻双差载波相位观测方程自由项的差值进行周跳修复。

优选的，所述S2，具体包括：

令A、B两个测站同步测量的时刻为t₀，A测站测得i号卫星的载波相位观测值为A测站测得测量j号卫星的载波相位观测值为B测站测得i号卫星的载波相位观测值为B测站测得测量j号卫星的载波相位观测值为则双差载波相位观测方程为

其中，为t₀时刻双差载波相位观测值，单位为周；为双差几何距离，单位为米；λ为载波相位的波长，单位为米；为载波相位双差整周模糊度，采用现有成熟LAMBDA算法获得；为载波相位双差测量偶然误差，单位为米，一般小于6mm；

式(1)中，双差载波相位观测值和双差几何距离具体表达式为

其中，和为卫星信号发送的时刻；r_A、r_B分别A、B测站的坐标，rⁱ、r^j分别i、j号卫星的坐标，这些坐标值由S1中的伪距单点定位获得；

对式(1)中双差几何距离的非线性项在A测站位置进行泰勒展开并忽略高阶项，有