北斗三频数据的周跳探测与修复方法研究

许亚辉,姚宜斌

(武汉大学 测绘学院，湖北 武汉 430079)

我国北斗卫星导航定位系统目前能够播发B1,B2,B3 3个频段的信号，是国际导航系统的重要组成部分[1]。北斗三频载波信号的周跳探测与修复是实现系统高精度定位的前提保证。目前常用的周跳探测方法有伪距相位组合法、无几何相位法、电离层残差法、多普勒积分法等方法[2]。本文联合伪距相位组合法以及无几何相位法进行北斗三频数据周跳的探测与修复，构成了2个伪距相位组合以及1个无几何相位组合共3个线性无关的周跳检测量。通过对实测的北斗三频数据进行周跳探测，可以探测出包括1周在内的所有周跳组合，且无敏感周跳组合。

1 北斗三频观测值周跳的探测与修复

1.1 北斗三频组合观测值

当采样间隔较小时，由于在相邻历元间求单差可以消除或减弱卫星钟差、接收机钟差、多路径效应等误差的影响，因此这些误差在本文中不予考虑[3]。

北斗单频非差载波相位观测方程为

(1)

式中：i=1,2,3分别为北斗信号的B1,B2,B3 3个频率；λi,φi,Ni,εφi分别为相应频率的载波波长，载波相位， 整周模糊度和观测噪声；R为测站和卫星之间的几何距离；τtrop为对流层延迟误差；δr为卫星轨道误差；Iion,1为北斗B1载波相位的电离层延迟。

根据三频组合理论[4-6]，北斗三频载波相位组合观测值为

(R+τtrop+δr)-(iN1+jN2+kN3)-

(2)

将(2)式整理得：

λ(i,j,k)φ(i,j,k)=R+τtrop+δr+λ(i,j,k)N(i,j,k)-

Q(i,j,k)Iion,1+λ(i,j,k)ε(i,j,k)，

(3)

其中，λ(i,j,k),N(i,j,k),Q(i,j,k)分别为组合观测值的波长、整周模糊度以及电离层延迟系数。(i,j,k)均为整数，且不全为零，由此可保证组合观测值整周模糊度的整数特性。

北斗单频非差伪距观测方程为