一种复杂环境下GNSS周跳探测自适应阈值确定方法与流程

专利2025-11-09  3


本发明涉及测绘科学与领域,尤其涉及一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法。


背景技术:

1、随着gnss各系统发展的日趋完善,gnss相关产业与应用也得到了飞速的发展。在利用gnss卫星进行定位时,通常利用卫星载波相位观测值获得高精度的定位结果,但在定位过程中,卫星信号受周围周围观测环境的影响而造成失锁,需重新进行相位测量,此现象会进一步产生周跳使得整周模糊度的解算出现错误,从而导致定位精度的不准确。为了获得高精度的定位结果,就要减少周跳现象带来的误差影响。

2、为解决该技术问题,目前各国科研人员也针对性的进行了周跳探测方法的研究与改进,但仍然存在以下问题:

3、(一)对于多项式拟合法,其通过判断拟合项和时间序列来进一步判断原始序列是否周跳,该方法在实际应用中存在局限性,仅对大周跳的判断有较好的效果,对小周跳无法进行准确的判断。

4、(二)turboedit算法中的mw组合与gf组合联合周跳探测法,其中mw组合探测受伪距精度的影响较大,另外因mw与gf组合阈值模型的单一化,在观测环境复杂、卫星高度角较低和数据采样率较低时,周跳探测的精度也受较大影响,引起turboedit探测法的漏判误判。


技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺点,本发明的目的是提供一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,以解决现有技术中的一个或多个问题。

2、为实现上述目的,本发明的技术方案如下:

3、一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,包括以下步骤:

4、对指定用户进行伪距tgd改正。

5、钟跳探测及判断是否存在钟跳,若存在,修复所述钟跳。若不存在,进入第一次周跳探测。

6、第一次周跳探测,通过mw组合探测得到第一阈值,根据所述第一阈值判断是否存在周跳,若存在,输出结果,若不存在,进入第二次周跳探测。

7、第二次周跳探测,通过gf组合探测得到第二阈值,根据所述第二阈值判断是否存在周跳,若存在,输出结果。

8、进一步的,所述指定用户为同时使用l1p(y)和l2p(y)双频码之外的用户。

9、进一步的,所述伪距tgd改正包括计算公式如下:

10、(δtsv)lix=δtsv-tgd+isc

11、上式(δtsv)lix为群延迟改正后的钟差,δtsv为卫星钟误差,tgd为群延迟改正,isc表示时延差参数。

12、进一步的,所述钟跳探测量计算式如下:

13、

14、上式δl为钟跳探测量。

15、上式ρ(ti)为接收机观测到卫星在历元ti上的伪距观测值。

16、上式φ(ti)为接收机观测到卫星在历元ti上的载波相位观测值。

17、进一步的,通过得到的钟跳探测量δl,判断是否存在微秒或毫秒级钟跳。

18、判断存在的毫秒和微秒级钟跳卫星的总数是否等于参与钟跳探测的有效卫星数,若等于,则存在钟跳,修复所述钟跳并进行第一次周跳的探测,若不等于,则不存在钟跳,直接进行第一次周跳的探测;所述毫秒和微秒级钟跳的判断式依次如下:

19、(10-7·c-3ζ)<δl<(10-5·c+3ζ)

20、式中c为真空中的光速,ζ为观测噪声经验值,默认大小为4。当δl满足上式时认为该历元存在毫秒级钟跳。

21、δl>(10-3·c-3ζ)

22、式中c为真空中的光速,ζ为观测噪声经验值,默认大小为4。当δl满足上式时认为该历元存在微秒级钟跳。

23、进一步的,所述第一次周跳的判断包括步骤如下:

24、根据伪距及载波相位观测值计算宽巷模糊度。

25、根据所述宽巷模糊度计算宽巷模糊度平均值以及宽巷模糊度方差。

26、根据所述宽巷模糊度平均值以及宽巷模糊度方差得出第一次周跳判断式。

27、进一步的,所述第一阈值为所述mw组合探测自适应阈值,具体公式如下:

28、tmw=min[tt·a·o,6]

29、其中tt与a分别为采样间隔与高度角相关的参数,o为采样间隔大于30s时数据缺失历元数,min[t1,t2]表示取t1,t2中较小的数值。

30、进一步的,所述第一阈值具体取值关系如下:

31、

32、

33、

34、上式中,s为观测数据采样间隔,e为卫星高度角,o为采样间隔大于30s时数据缺失历元数。

35、进一步的,所述第二阈值为所述gf组合探测自适应阈值,具体公式如下:

36、

37、其中tt是与采样间隔相关参数,a是与高度角相关的参数,o为缺失历元数,min[t1,t2]表示取t1,t2中较小的数值。

38、进一步的,所述第二阈值具体取值关系如下:

39、

40、

41、上式中,s为观测数据采样间隔,e为卫星高度角,o为采样间隔大于30s时数据缺失历元数。

42、与现有技术相比,本发明的有益技术效果如下:

43、本发明综合考虑在实际应用中所处的复杂观测环境、不同卫星高度角以及数据采样率的不同而导致历元丢失的情况,经大量监测数据拟合提取到了一组自适应的多重影响因子的经验阈值来替代常规的单一阈值,可提高不利条件下gnss周跳探测的准确度,保证了不同情况下的周跳的稳定性。



技术特征:

1.一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:所述指定用户为同时使用l1p(y)和l2p(y)双频码之外的用户。

3.如权利要求1所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:所述伪距tgd改正包括计算公式如下:

4.如权利要求1所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:所述钟跳探测量计算式如下:

5.如权利要求4所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:

6.如权利要求1所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:所述第一次周跳的探测包括步骤如下:

7.如权利要求1所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:所述第一阈值为所述mw组合探测自适应阈值,具体公式如下:

8.如权利要求7所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:所述第一阈值的取值包括计算式如下:

9.如权利要求1所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:所述第二阈值为所述gf组合探测自适应阈值,具体公式如下:

10.如权利要求9所述的一种复杂环境下gnss周跳探测自适应阈值确定方法,其特征在于:所述第二阈值的具体取值关系如下:


技术总结
本发明涉及一种复杂环境下GNSS周跳探测自适应阈值确定方法,包括以下步骤:通过在卫星钟差参数的基础上增加一个群延差来对指定用户进行伪距TGD的改正;通过钟跳探测表达式以及钟跳时的特性进行钟跳探测及判断,若存在,则修复后进行下一步,若不存在,则直接进行下一步;通过MW组合探测得到第一阈值,初步判断是否存在周跳,若存在,则直接输出结果,若不存在,则进行下一步;通过GF组合探测得到第二阈值,以便正确判断是否存在周跳并修复。

技术研发人员:凌凯峰,王敏,葛学如,于超,赵一沣
受保护的技术使用者:无锡卡尔曼导航技术有限公司南京技术中心
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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