摘要
周跳的探测及修复一直是高精度GPS定位数据处理中的难点问题。要想获得GPS高精度的定位成果关键在于周跳的探测和修复是否成功。在传统的GPS周跳探测与修复方法中都是基于单频双频组合观测数据，在某种程度上存在一定的缺陷，限制了周跳探测和修复的使用范围，降低了周跳探测的准确率和敏感度。随着新一代卫星导航系统多个卫星频率的使用，利用多频组合观测数据来探测和修复周跳，将会使周跳的探测和修复变得更加快速准确。研究并总结出基于多频组合观测数据的周跳探测与修复方法有着极其重要的科研和实用意义，为后续数据处理提供干净的数据源，为GPS高精度定位打下基础。 本文主要内容及成果如下: 1、阐述了GPS的基本原理、基本组成、周跳探测和修复研究的基本情况。 2、阐述了GPS多频组合观测值的基本概念，在组合观测方程的基础上对组合后的电离层延迟误差、对流层延迟误差以及观测噪声误差等进行了详细的分析，另外对组合观测值的选取标准进行了研究，确定了长波长标准、弱电离层标准和弱观测噪声标准的搜索范围，同时根据这些范围列出一些典型的组合观测值，并分析了这些组合观测值的特性。 3、介绍了周跳的定义及其产生的原因，分析了周跳对定位精度的影响，指出了周跳探测与修复的思路步骤，并详细的阐述了周跳检验量的构造思想，详细的介绍了常用的周跳检验量以及它们的优缺点。 4、由于目前很难获取L5的实测载波数据，只能在双频载波的基础上通过多频载波相位观测值和伪距观测值的模拟模型获取L5载波的模拟数据，以相同方法模拟不同采样率下的L2载波数据并与实测的L2载波数据进行对比分析，验证了该模拟方法在高采样率下的可行性。 5、通过对基于多频组合观测值的电离层残差组合进行周跳探测与修复的算法研究，给出了优选电离层残差组合系数的评判标准，并将给出的优选组合系数结合实例进行了周跳探测分析，结果表明基于多频的电离层残差组合方法可以准确的探测出周跳，并且该方法弥补了在双频观测数据中L1、L2上发生的周跳值使得77/60ΔN2-ΔN1等于零或者趋向于零时，导致电离层残差组合失效的这一缺陷，同时解决了电离层残差组合周跳值的多值性问题。 6、结合多频伪距/载波相位组合的周跳探测与修复原理，给出了优化的多频相位组合周跳检验量模型的确定方法，以最小组合观测值周跳估计方差为衡量标准，确定了(0，1，-1)、(-3，1,3)、(1，-7，6)为优化组合模型，并结合实例与其他模型进行对比分析，结果表明该模型的周跳探测精度要优于其他模型，而且能准确探测出各个频率的周跳，探测效果明显，结果可靠。 7、用VB编写了多频组合周跳探测与修复程序，实现了本文的电离层残差组合和多频伪距/载波数据组合的周跳探测与修复，通过大量实验证明，该程序探测结果准确可靠。
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