分米级精度：机载GPS双频载波相位定位算法及应用

"本文主要探讨了机载双频GPS载波相位定位的算法与实际应用案例，旨在提高定位精度至分米级别。通过周跳检测、电离层和对流层残差修正以及模糊度的快速恢复，作者赵丽莉和袁林展示了如何实现这一目标。他们利用电离层残差法和M-W组合探测周跳，运用电离层浮点模型和对流层经验模型进行误差校正，并采用扩展Kalman滤波和LAMBDA算法处理GPS双差方程及模糊度计算。实验证明，该方法在动态环境下能够有效提高定位精度，并通过飞机上两台GPS接收机的移动基线解算进行了验证。" 本文是工程技术领域的论文，研究重点在于提高机载GPS载波相位差分定位的精度。首先，周跳检测是关键步骤，它涉及到对GPS信号的连续性检查，以确保数据的正确性。周跳通常发生在GPS载波相位测量中，当信号中断或受到干扰时，导致相位计数的不连续。M-W组合方法是一种常用的周跳探测技术，它结合了最大似然估计和滑动窗口最小二乘法，能有效地识别出这些不连续性。 其次，电离层和对流层的影响是影响定位精度的主要因素。电离层延迟可以通过电离层浮点模型进行校正，这种模型考虑了电离层电子密度的变化对信号传播速度的影响。对流层延迟则通常使用经验模型来处理，这些模型基于气象参数如温度、湿度和压力，以估算信号穿过对流层时的延迟。 为了进一步提升定位精度，文章中采用了扩展Kalman滤波（EKF）来处理GPS双差方程。EKF是一种在线滤波算法，它可以处理非线性系统的状态估计问题，特别适合处理GPS定位中的非线性问题，如相对定位中的双差分方程。 最后，LAMBDA算法被用于解决模糊度问题，这是一个用于快速固定整数模糊度的有效方法。通过对载波相位测量值进行处理，LAMBDA算法可以确定精确的整数模糊度，从而显著提高定位精度。 实证分析显示，通过上述方法，不仅能够有效地探测动态数据中的周跳，还能消除电离层和对流层残差的影响，迅速恢复失锁卫星和新星的模糊度，最终实现分米级的定位精度。这一成果通过在飞机上安装的两台GPS接收机的移动基线解算得到验证，证明了算法在实际应用中的可靠性。本文的研究对于提高机载GPS导航系统性能具有重要的理论和实践意义。