[发明专利]一种应用于星基增强系统机载接收机的周跳检测与修复方法

摘要

本发明公开了一种应用于星基增强系统机载接收机的周跳检测与修复方法，包括步骤一清空四阶差分序列；步骤二判断是否有新的观测量，若是，则进入下一步，否则结束周跳检测与修复；步骤三计算四阶差分值；步骤四选取时序上最近的60个四阶差分值的样本方差作为周跳估计误差；步骤五构造k时刻的四阶差分序列；步骤六利用卡方检验法对四阶差分序列进行周跳检测，判断当前时刻的载波观测量是否存在周跳；步骤七计算当前时刻的载波观测量的周跳修复值；步骤八若步骤七得到的周跳修复值不为0，进入步骤一，否则进入步骤二。本发明能够准确检测周跳，并有效修复周跳，满足星基增强系统机载接收机的周跳检测与修复的精度要求。

主权项

一种应用于星基增强系统机载接收机的周跳检测与修复方法，具体包括如下步骤：步骤一：初始化，清空四阶差分序列；步骤二：判断是否有新的观测量，若是，则进入下一步，否则结束周跳检测与修复；步骤三：利用k时刻观测采集的载波观测量计算四阶差分值；在不考虑周跳的情况下，载波相位观测方程为：其中：λ为载波波长，为载波相位观测值，r为用户到卫星的几何距离，c为光速，tiono为电离层延迟，ttrop为对流层延迟，tu为用户钟与系统时的偏差，ts为卫星钟与系统时的偏差，N1为整周模糊度，ε为随机观测噪声；记第k时刻的载波观测量为则四阶差分的计算公式为：将四阶差分近似为：其中：εk表示第k时刻的观测噪声；假设观测噪声ε服从同一正态分布通过误差传递公式得则在没有周跳的情况下，四阶差分值服从正态分布且相互独立；步骤四：选取时序上最近的N个四阶差分值的样本方差作为周跳估计误差；其中：为所选择的N个四阶差分值的均值；若累积的四阶差分值少于N个，则选用累积的所有四阶差分值计算周跳估计误差；步骤五：构造k时刻的四阶差分序列zk；其中：zk‑1为k‑1时刻的四阶差分序列，zk‑1,i为zk‑1序列中的第i个元素，Nz为四阶差分序列最大长度限制；步骤六：利用卡方检验法对四阶差分序列进行周跳检测，判断当前时刻的载波观测量是否存在周跳；假设：H0:σz2=σ02]]>H1:σz2≠σ02]]>其中：为四阶差分序列样本方差，为无周跳四阶差分序列理论方差；统计检测量为：T=zkTzk/σz2]]>检测门限值为：Td=χPFA2(n)]]>其中，为自由度为n的卡方分布的对应1‑PFA的分位数，即：∫0Tdfχ2(n)(x)dx=1-PFA]]>其中：为自由度为n的卡方分布的概率密度函数，PFA为指定的卡方检验误警概率；若四阶差分序列的统计检测量大于检测门限值，则认为存在周跳，进入步骤七计算周跳，否则认为不存在周跳，进入步骤二；步骤七：若检测到周跳，则利用序列和法对四阶差分序列进行周跳修复，计算当前时刻的载波观测量的周跳修复值；快速傅里叶变化为：Zk,m=Σj=1nzk,jwn(j-1)(k-1)]]>其中：Zk为快速傅里叶变换后的序列，Zk,m为Zk的第m个元素，zk为k时刻的四阶差分序列，序列长度为n，zk,j为zk的第j个元素，若当前时刻四阶差分值出现周跳，即：zk,n=zk,n0+Φ]]>其中：Φ为周跳值，zk,n为k时刻含周跳的四阶差分值，为k时刻不含周跳的四阶差分值；则当m＝1时，有：Σj=1n-1zk,j+zk,n=Σj=1n-1zk,j+zk,n0+Φ]]>考虑到四阶差分值服从零均值正态分布，则：E[Φ]=E[Σj=1n-1zk,j+zk,n-(Σj=1n-1zk,j+zk,n0)]=Σj=1nzk,j]]>其中，E[·]表示取期望；由于周跳为整数，因此周跳修复值为：其中，Round[·]表示四舍五入取整；由此得到修复后的载波观测量为：步骤八：若步骤七得到的周跳修复值不为0，则认为存在周跳，进入步骤一，否则进入步骤二。