基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法与流程

技术特征：

1.一种基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取历元间电离层延迟变化量的隶属度；

步骤2：根据历元间电离层延迟变化量的隶属度确定发生周跳的观测值；

步骤3：获取历元间MW组合观测值变化量的隶属度；

步骤4：根据历元间MW组合观测值变化量的隶属度确定发生周跳的观测值。

2.根据权利要求1所述的基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法，其特征在于，步骤1的具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：计算所有可视卫星的历元间电离层延迟变化量(△L_IF)_i；

(△L_IF)_i＝L_IF(t+1)-L_IF(t)；

其中，L_IF(t)、λ₁和λ₂分别为历元时刻t的L₁载波相位观测值、L₂载波相位观测值、无距离组合观测值、L₁载波相位波长和L₂载波相位波长；和L_IF(t+1)分别为历元时刻t+1的L₁载波相位观测值、L₂载波相位观测值和无距离组合观测值；

对于当前历元所有可视卫星的(△L_IF)_i，若前一历元不存在当前历元可视卫星信息，则往前遍历6个观测历元，如果仍获取不到对应的卫星信息，则该可视卫星失锁时间较长并将其标记为周跳；

对周跳检测量加权；观测值采用高度角定权，即P_i＝sin(ele_i)；将(△L_IF)_i分别和观测权相乘得到加权后的历元间电离层延迟变化量；其中ele_i表示卫星高度角；

步骤1.2：获取历元间电离层延迟变化量的最大值max、最小值min；

步骤1.3：获取历元间电离层延迟变化量的模糊加权均值mean、历元间电离层延迟变化量的均方根误差σ、历元间电离层延迟变化量的隶属度μ_i；

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\μ}}_i=e^{-\left|\frac{x_i-mean}{\mathrm{\σ}}\right|}& min\≤mean\≤max\end{array}---\left(1\right);$

$S_{{\mathrm{\μ}}_i}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\μ}}_i---\left(2\right);$

$\mathrm{\σ}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\[(x_i-mean){\mathrm{\μ}}_i(x_i-mean)\]}{n-1}}---\left(3\right);$

式中，mean、σ和μ_i分别为模糊加权均值、均方根误差和观测值的隶属度；x_i为加权观测值，以(△L_IF)_i为例，x_i＝(△L_IF)_i·P_i；S_μi为所有观测值隶属度的总和，n为观测值数量；

由于σ的值不会对求取模糊加权均值产生影响，故σ的初始值取σ＝max-min；公式(1)中的mean从最小值min开始遍历，循环至最大值结束，循环步长为0.001m；每次循环可得到各个(△L_IF)_i的隶属度，按公式(2)可计算出所有隶属度的总和使达到最大值的mean值便为模糊加权均值；

将模糊均值mean和均方根误差σ代入至公式(1)便可得到历元间电离层延迟变化量的隶属度。

3.根据权利要求2所述的基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法，其特征在于：步骤2中，当历元间电离层延迟变化量的隶属度小于指定的隶属度时，认为观测值有周跳发生，否则对观测值按下式进行降权处理；

$\stackrel{\‾}{P_i}={\left(P_i\right)}_0\·{\mathrm{\μ}}_i;$

式中，(P_i)₀和μ_i分别为观测值的原始权和隶属度；为周跳探测后获得的权。

4.根据权利要求2所述的基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法，其特征在于，步骤3的具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：计算所有可视卫星的历元间MW组合观测值变化量(△MW)_i；

其中，P₁(t)、P₂(t)分别为历元时刻t的宽巷观测值、L₁频率上的伪距观测值和L₂频率上的伪距观测值，P₁(t+1)、P₂(t+1)分别为历元时刻t+1的宽巷观测值、L₁频率上的伪距观测值和L₂频率上的伪距观测值，f₁、f₂分别为L₁载波频率和L₂载波频率；

步骤3.2：利用获取历元间电离层延迟变化量隶属度μ_i的原理，确定历元间MW组合观测值变化量的隶属度。

5.根据权利要求2所述的基于模糊数学的GNSS单站双频观测数据周跳探测及处理方法，其特征在于：步骤4中，利用MW组合观测值辅助探测周跳的阈值为：隶属度小于周跳探测的阈值0.5且|(△MW)_i|>3.0周。