3'，结合步骤Stepl、Step2得到加入周跳后的 第一、第二、第三组合周跳检验量;根据第一、第二、第三组合周跳检验量的幅值变化与否分 别判断Φ i '、Φ 2 '、Φ 3 '中是否发生了周跳:若幅值变化，则发生了周跳，根据幅值变化对应 的位置能确定周跳发生的历元t及在历元t处的周跳值；
[0044] Φ?，=Φ?+Δη i = l,2,3； (4)
[0045] 式中：Δη为历元1，...，历元Τ之间加入的周跳大小，Τ为选取的北斗个数且表示单 个频段的载波相位观测值个数。
[0046] 实施例2:如图1-13所示，一种基于无几何相位和电离层残差法的北斗三频周跳探 测方法，首先分别获取Τ个北斗B1、Β2、Β3频段的载波相位观测值Φ i、Φ 2、Φ 3;然后采用无几 何相位法对载波相位观测值Φ ^ Φ 2、Φ 3构造出3个组合周跳检验量，采用电离层残差法对 载波相位观测值Φ :、Φ 2、Φ 3构造成1个组合周跳检验量;最后对3个组合周跳检验量进行周 跳的探测。
[0047]实施例3:如图1-13所示，一种基于无几何相位和电离层残差法的北斗三频周跳探 测方法，首先分别获取T个北斗B1、B2、B3频段的载波相位观测值Φ i、Φ 2、Φ 3;然后采用无几 何相位法对载波相位观测值Φ ^ Φ 2、Φ 3构造出3个组合周跳检验量，采用电离层残差法对 载波相位观测值Φ :、Φ 2、Φ 3构造成1个组合周跳检验量;最后对3个组合周跳检验量进行周 跳的探测。
[0048] 具体实验如下：
[0049] 步骤1、用UltraEdit软件打开来自上海司南导航的双星五频测试用例 "50244909U.130"，其采样频率为1Hz，观测时长为2h。分别选择采样周期为ls、5s的前300 个北斗(〇)10^5,〇)1)81』2、83频段的载波相位观测值(}) 1、(})2、(})3作为测试用例；
[0050] 步骤2、将获得的采样周期分别为1 s、5s的300个北斗三频载波相位观测值Φ i、Φ 2、 Φ 3测试用例放到2个Excel表中，每个Excel表中的前3列分别对应三频载波相位观测值Φ l·、 Φ 2、Φ 3。分别以"ls.xls"、"5s.xls"为文件名命名；
[00511 步骤3、对每个Excel表中的三频载波相位观测值Φ !、Φ 2、Φ 3，根据公式（1)、（2)， 得到周跳检验量;其中，λι = 0.192米，λ2 = 0.248米，λ3 = 0. 236米，并选取无几何相位 组合系数& 0, 1，-1和A/ =丨，-1，0构造2个无几何相位组合周跳检验量Δ NudP Α Ν^,ο,再根据公式(3)构造电离层残差组合周跳检验量△ Φ23作为第3个组合周跳检验 量。采样周期分别为ls、5s构造的3个组合周跳检验量如图2~图7所示：
[0052]根据图2-4可知，Is采样周期时(表示历元单位为Is)，2个无几何相位组合周跳检 验量AN(u,-1>()(图中用无几何相位组合系数(0，1，-1)、（1，_1，0)表示)和1个电离层 残差组合周跳检验量Δ Φ 23的灵敏度很高，最高的阈值范围在(-0.008，0.008)内，此时3个 组合周跳检验量表现为随机误差特性，幅值没有突出变化。若3个组合周跳检验量幅值的绝 对值>0.008,则可判断为发生了周跳。当采样周期为5s时(表示历元单位为5s)，3个组合周 跳检验量Δ Nm、Δ Ν^,ο和Δ Φ23的灵敏度也很高，与Is采样周期相比，两者无较明显变 化，此时3个组合周跳检验量表现为随机误差特性，幅值没有突出变化，最高的阈值范围仍 在(-0.008，0.008)内，如图5-7所示，此时也适于周跳探测。
[0053] 根据图2~图7结果可知，构造出的组合周跳检验量灵敏度高，为(-0.008，0.008)， 当组合周跳检验量幅值的绝对值>0.008时，即可判断为发生了周跳，而实际中发生的周跳 最小为1周，用这3个组合周跳检验量便可明显探测出周跳。
[0054]步骤4、根据公式(4)分别在ls、5s采样周期的北斗三频载波相位观测值Φ^Φ 2、 Φ 3的150历元对应加入周跳(-1，-2，-3)(即Φ !加入-1，Φ 2加入-2，Φ 3加入-3)，用得到的3 个组合周跳检验量A No,Nw,。和Δ Φ23进行周跳探测，探测结果如图8~图13所示： [0055]由图8-10可知，Is米样周期时，在150历兀加入周跳组合(_1，_2，_3)后，3个组合周 跳检验量Δ Νο, ι,-ι、Δ Νι,-ι,ο和Δ Φ 23幅值均发生了变化，探测出的周跳变化量分别为-0.2095、-0.2966、-0.8446，周跳变化量的绝对值>0.008，说明此时可有效探测出周跳，另 外，3个组合周跳检验量均可有效探测出周跳，说明本发明不存在不敏感周跳；当5s采样周 期时，同样在150历元加入周跳组合(-1，-2，_3)后，3个组合周跳检验量Δ Νο,ι,-1、Δ Νι,-ι,ο和 Α Φ 23探测出的周跳变化量分别为-0.2103、-0.2691、-0.848，周跳变化量的绝对值>0.008， 如图9-13所示，与Is采样周期相近，说明此采样周期也可有效探测出周跳。
[0056]根据图9~图13结果可知，本发明对于5s以下采样周期的北斗三频载波相位观测 值中的周跳探测来说，不存在不敏感周跳，且能有效探测出1~3周的小周跳。 [0057]上面结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述 实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前 提下作出各种变化。
【主权项】
1. 一种基于无几何相位和电离层残差法的北斗三频周跳探测方法，其特征在于:首先 分别获取T个北斗B1、B2、B3频段的载波相位观测值(iM、φ 2、φ3;然后采用无几何相位法对 载波相位观测值Φ:、Φ2、Φ 3构造出3个组合周跳检验量，采用电离层残差法对载波相位观 测值Φ i、Φ 2、Φ 3构造成1个组合周跳检验量;最后对3个组合周跳检验量进行周跳的探测。2. 根据权利要求1所述的基于无几何相位和电离层残差法的北斗三频周跳探测方法， 其特征在于:所述方法的具体步骤如下： Stepl、分别获取T个北斗B1、B2、B3频段的载波相位观测值Φ ^ Φ 2、Φ 3; Step2、根据公式（1)对载波相位观测值Φ ^ Φ 2、Φ 3进行无几何相位构造，得到无几何 相位组合观测量4办；将公式(1)在历元间作差，得到周跳检验量^^^你·;选取两组无几何相位组合系数构成的无几何相位组合周跳检验量作为第一、第二组合 周跳检验量； 根据公式(3)对得到的的载波相位观测值Φ ^ Φ 2、Φ 3进行第三个组合周跳检验量，即 电离层残差组合周跳检验量△ Φ 23的构造；式中：是无几何相位组合观测量，Δ/^办为无几何相位组合观测量的变化量； γ为无几何相位组合系数；Φ!，Φ2, Φ3分别为Β1、Β2、Β3三个频段的载波相位观测值;心，入2， 入3分别为Β1、Β2、Β3三个频段的载波波长；是组合整周模糊度你是电离层延迟放大 系数；办是组合观测噪声，是组合观测噪声的变化量;d为电离层延迟，Ad为电离 层延迟的变化量；φ2(?)、φ3α)分别为t历元时在B2、B3频段的载波相位观测值;f 2、f3分别 为北斗B2、B3频段的载波频率；Δ23 (〇为t历元时的电离层残差； ion Step3、按照公式(4)，在三频载波相位观测值Φ 1、Φ 2、Φ 3的任意历元t加入周跳，得到 Φ 1'、Φ 2'、Φ 3 ' ；根据得到的Φ 1'、Φ 2'、Φ 3'，结合步骤Stepl、Step2得到加入周跳后的第 一、第二、第三组合周跳检验量;根据第一、第二、第三组合周跳检验量的幅值变化与否分别 判断Φ i '、Φ 2 '、Φ 3 '中是否发生了周跳:若幅值变化，则发生了周跳，根据幅值变化对应的 位置能确定周跳发生的历元t及在历元t处的周跳值； Φ?，= Φ?+Αη i = l,2,3； (4) 式中：A η为历元1，...，历元Τ之间加入的周跳大小，Τ为选取的北斗个数且表示单个频 段的载波相位观测值个数。
【专利摘要】本发明涉及一种基于无几何相位和电离层残差法的北斗三频周跳探测方法，属于北斗导航定位数据预处理领域。本发明首先分别获取T个北斗B1、B2、B3频段的载波相位观测值φ1、φ2、φ3；然后采用无几何相位法对载波相位观测值φ1、φ2、φ3构造出3个组合周跳检验量，采用电离层残差法对载波相位观测值φ1、φ2、φ3构造成1个组合周跳检验量；最后对3个组合周跳检验量进行周跳的探测。本发明只需根据3个组合周跳检验量的幅值变化便可判断出北斗B1、B2、B3频段的载波相位观测值中是否发生了周跳；此外，本发明不存在不敏感周跳，能够有效探测5s以下北斗三频载波相位观测值中任一频率发生的周跳。
【IPC分类】G01S19/37
【公开号】CN105676243
【申请号】CN201610014695
【发明人】邹金慧, 柏粉花, 吴建德, 范玉刚, 王晓东, 黄国勇, 冯早
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月11日