GPS定位中的整周跳变修复策略详解
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更新于2024-07-11
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伪距法绝对定位是GPS测量中的关键技术,其核心目标是确定用户三维位置以及接收机的钟差。在定位过程中,卫星信号的伪距测量是关键观测数据,但存在一种技术挑战——整周跳变(周跳),即接收机的计数器在跟踪卫星信号时发生非预期的跳变,导致观测值失去连续性。
步骤一:建立观测方程
在GPS定位中,通常有四个未知数:用户三维坐标(x, y, z)和接收机的钟差dT。为了解算这些参数,至少需要同时接收到四颗卫星的信号。此时的观测方程基于伪距测量,即卫星到接收机的距离估计,这些距离与时间差(含钟差)有关。
步骤二:整周跳变的定义与影响
整周跳变是指接收机未能准确记录卫星信号的完整周期,导致后续的观测数据与实际卫星信号相差一个或多个整周的相位。这可能由于电源故障、振荡器问题等造成。整周跳变不仅影响整周计数,连不足一周的相位观测也受到影响,导致定位精度下降。
修复策略:
1. 屏幕扫描法:人工检查观测数据,通过肉眼识别并分段处理可能的周跳。这种方法依赖于操作员的经验和准确性,适用于小型项目或初步处理。
2. 高次差或多项式拟合法:利用数学模型,通过分析数据的趋势来识别并修正周跳。这种方法适合于处理大量数据,但需要复杂的算法支持。
3. 卫星间求差法:通过比较不同卫星之间的观测值,找出异常点作为周跳的标志,然后调整相应的观测值。
4. 双频观测值修复:利用接收机同时接收到的L1和L2两种频率的信号,由于它们之间的时间同步更好,可以用来检测和纠正周跳。
5. 平差后残差修复:在多传感器定位系统中,通过误差最小化技术(如广义最小二乘法)处理数据,识别出平差后的残差异常,进而修复整周跳变。
总结:
在GPS绝对定位中,周跳的修复是至关重要的,因为它直接影响定位结果的精度。通过结合不同的方法和技术,可以有效地检测和处理这一问题,确保定位系统的稳定性和准确性。在实际操作中,结合多种策略,既需要理论知识的支持,也需要实践经验的积累。
2021-09-08 上传
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