[发明专利]北斗和GPS观测值周跳探测与修复方法、设备及存储设备

说明书

本发明提供了北斗和GPS观测值周跳探测与修复方法、设备及存储设备，北斗和GPS观测值周跳探测与修复方法仅使用相邻历元的非差非组合观测值进行周跳探测与修复，可实时运行，适用于网络RTK、单基站RTK、变形监测等观测站位置变化缓慢的应用场景，且对接收机的频率数没有要求。本发明的有益效果是：本发明所提供的技术方案有效的利用了多系统下卫星数量增加、卫星几何机构优化的优势，适应了当前北斗和GPS从站间双差组合观测处理向非差非组合发展的趋势，简化了周跳探测的流程，提高了探测的成功率和准确率，在周跳修复的过程中使用了部分模糊度固定的方法对非整周粗差进行剔除，可有效的提高北斗和GPS的定位精度。

技术领域

本发明涉及卫星导航定位技术领域，尤其涉及北斗和GPS观测值周跳探测与修复方法、设备及存储设备。

背景技术

整周模糊度是GNSS(Global Navigation Satellites System)载波相位观测值的未知整周部分，只有正确的解算模糊度，才能利用高精度的载波相位观测值进行高精度应用，例如RTK(Real-time Kinematic)、PPP(Precise Point Positioning)等。然而，在实际环境中，GNSS接收机在接收卫星信号过程中，卫星信号会受到外部环境的遮挡，从而导致接收机不能连续跟踪信号也称为信号失锁，当重新跟踪到卫星信号时，其载波相关观测值的未知整周部分会发生变化，这种变化即为周跳，在GNSS数据处理的过程中，必须对周跳进行处理，否则会引入误差，例如GPS L1频段的载波相位观测值发生1周的周跳，弱不能将其探测到，则会引入0.19米的误差。另外，若对发生的周跳不进行修复，则需要对该卫星进行重新初始化，影响定位的连续性。

北斗和GPS静止观测站是基于北斗和GPS位置服务中的重要设施之一，例如连续运行参考站网，其是现代化、大众化、集约化、高质量测绘基准体系的重要基础设施之一，也是高精度时空位置服务的重要基础设施之一。参考站网的连续稳定的模糊度解算是实现其高精度时空基准的基础，所以参考站的周跳探测与修复对于整个连续运行参考站网络的有效运行具有十分重要的意义。另外类似的静止观测站应用还包括：北斗和GPS变形监测站、北斗和GPS气象监测站、北斗和GPS时间比对观测站等等。所以研究北斗和GPS静止观测值的周跳探测与修复具有重要的理论和应用意义。

目前对实时GNSS周跳的探测和修复研究较多，主要可以分为两种：第一种即为分卫星进行单独探测，这种方法主要通过多种观测值或者不同频率间的观测值进行组合，例如Blewitt提出的经典Turbo Edit方法，主要就是利用GF组合和MW组合进行周跳探测与修复。这类方法可以对每颗卫星进行探测和修复，流程简单且有效。然而，这类方法需要将多频观测值进行组合探测，或者引入噪声较大的观测值例如伪距、多普勒等，引入其他传感器观测值时会增加硬件成本。

另一种方法则以历元间差分法为代表，顾及卫星的几何结构，利用粗差探测法进行周跳探测，进而采用最小二乘的方法进行周跳修复。这类方法利用了电离层延迟、对流层延迟、硬件延迟等误差的时间相关性，利用历元间差分将其消除，在高采样率(例如1Hz)时可以对单频非差非组合数据进行周跳探测与修复，缺点在于探测周跳时需要利用粗差探测的方法，当存在多个周跳时，该方法不易准确探测周跳。

静止观测站多具有采样率高，卫星数多的特点，且PPP、PPP-RTK等技术的兴起也对非差非组合的周跳探测与修复提出了要求，所以使用历元间差分法进行参考站的周跳探测与修复，同时利用参考站处于静止状态的特点，迫切需要构建一种适用于北斗和GPS静止观测站的非差非组合周跳修复与探测方法，能够探测观测值中整周周跳和非整周粗差，从而保证静止观测站连续可靠的模糊度解算，实现连续可靠的高精度位置服务。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了北斗和GPS观测值周跳探测与修复方法、设备及存储设备，北斗和GPS观测值周跳探测与修复方法，主要包括以下步骤：

请参考图1，图1是本发明实施例中北斗和GPS观测值周跳探测与修复方法的流程图，具体包括如下步骤：