GPS精密单点定位周跳的探测与修复方法

吕建勋　何威

摘 要：通过对GPS精密单点定位周跳探测与修复文献的阅读，阐述了周跳产生的原因及其探测和修复的方法，并通过分析比较各类方法，得出在处理周跳上效果更佳的组合方法。

关键词：GPS；精密单点定位；周跳；组合观测值

中图分类号：P228.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.112

随着GPS应用范围的不断扩展，用户对其精度的要求也越来越高。提高GPS精密单点定位精度所需解决的主要问题是整周跳变的探测与修复。

1 周跳探测与修复的基本理论

1.1 周跳产生的原因

周跳产生的原因主要有卫星信号的暂时中断、接收机的运动、到达接收机处卫星信号的信噪比低以及接收机或卫星故障。

1.2 周跳探测与修复的原理

周跳探测与修复的基本原理是通过对数据的合理处理，得出反映周跳变化的检测量序列，从检测量序列中探测出周跳的位置和大小并修复，最后将周跳改正后的数据序列参与解算。

2 周跳探测与修复的方法

2.1 电离层残差法

步骤如下：①将m个无周跳的载波相位观测值代入进行多项式拟合，用最小二乘法求得其中的多项式系数，并根据拟合后的残差计算出第j次拟合的中误差；②用求得的多项式系数来外推下一个历元的载波相位观测值，并将其与实际观测值进行比较；③加入上述无周跳的实际观测值后继续上述过程进行多项式拟合；④ 当 成立时，则认为实际观测值有周跳，然后继续上述过程，直到最后一个观测值为止。

2.3 小波变换法

根据小波变换的原理可知，在给定小波函数后，通过减小尺度因子，使其向细节焦点聚集。同时，增加分辨率并变换细节，从而得到Wf（a，b）。通过变化参数b来搜索整个信号，然后根据求得的最大变换Wf的模可以得出变化的时间结果b对应的信号时间点，即为周跳发生的历元。

3 方法分析与比较

电离层残差法能够很准确地探测到周跳发生的历元，其组合观测比较适用于动态、非差数据的周跳探测。多项式拟合法比较适用于计算机编程计算，不仅可以用于单站非差观测数据的周跳探测与修复，还可以用于多站差分数据的周跳探测与修复。小波变换法与电离层残差法存在相似的问题，不能精确地给出发生周跳值的大小，对于需要精密定位的情况，小波变换法难以完全满足要求。

4 结束语

由于周跳产生的多变性和不确定性，目前那些常用的周跳探测和修复方法都不能很好地解决这方面的问题，研究更多的探测与修复组合方法也将会越来越成为研究的重点。将来GPS精密单点定位会更好地实现全球性、全天候、高精度、实时连续导航这一理念。

参考文献

[1]王仁谦，朱建军.利用双频载波相位观测值求差的方法探测与修复周跳[J].测绘通报，2004（06）.

[2]李为乔，程鹏飞，蔡艳辉，等.GPS载波相位观测值中周跳探测与修复的研究[J].测绘工程，2010（06）.

〔编辑：王霞〕

Abstract： Through the precise point positioning of GPS cycle slip detection and repair of literature reading， described the cycle slip produces reason and its detection and repair methods， and through the analysis and comparison of all kinds of methods， drawn in the week jump better combination method.

Key words： GPS； precise point positioning； circumferential jump； combined observation values