高次差法与多项式法：精确GPS周跳探测与修复策略

本文主要探讨了在GPS数据处理中至关重要的周跳探测与修复技术，特别是在测量型GPS接收机接收到的L1波段载波相位观测数据上。作者以华东交通大学信息工程学院为研究背景，利用MATLAB作为实验平台，提出了结合高次差法与多项式法的创新策略。高次差法被用来有效地探测并修复大于2的大周跳，这有助于确保相位观测量的准确性。对于小周跳，作者比较了拉格朗日插值与切比雪夫拟合两种修复方法，结果显示切比雪夫拟合的修复效果优于拉格朗日插值，其误差控制在1个周跳范围内，从而弥补了高次差法对小周跳不敏感的缺陷。 周跳，即整周模糊度的跃变，通常发生在GPS信号中断或重新锁定时，导致载波相位观测值的整周计数发生改变。GPS系统的精密性使得载波相位测量成为定位精度的关键，而周跳的准确检测和修复直接关系到定位的精度和稳定性。传统的修复方法如电离层残差法和滤波方法虽有一定效果，但仍存在局限性。 作者的方法首先通过高次差法对大周跳进行有效识别和处理，这样可以减小后续修复过程中的干扰，然后使用拉格朗日插值或切比雪夫拟合来精确修复小周跳。切比雪夫拟合的优势在于其能够提供更精确的插值结果，减少了误差，这对于后续的定位计算和高精度应用至关重要。 这项研究不仅提供了实用的GPS周跳探测与修复技术，还展示了如何优化不同方法的组合以提升整体性能。这对于GPS信号处理和定位科学的发展具有重要意义，特别是在需要高精度定位的领域，如导航、大地测量和移动通信等。通过本文的研究，我们可以期待更稳定的GPS数据处理，从而提高GPS系统的整体效能。