摘要
随着GNSS定位技术应用领域和工作环境的日益拓展，以及GNSS多频、多系统的发展，需不断完善GNSS精密定位数据处理方法，以确保定位技术的可用性和定位结果的可靠性。其中，周跳的探测与修复是GNSS精密定位数据处理过程中的一个非常重要的环节。针对当前GNSS周跳探测与修复方法众多但存在应用局限性，以及周跳修复结果可靠性难以被准确评价等问题，开展了GNSS周跳的精确探测与修复方法，以及周跳修复结果可靠性的评价方法等相关研究。主要工作及结论如下:（1）阐述了GNSS周跳的基础知识，分析了周跳对定位的影响程度。介绍了GNSS定位的基本观测值和 GNSS 定位过程中的主要误差来源，阐述了周跳产生的机理和特性，分别从理论和实测数据两个角度分析了周跳对于定位结果的影响程度。（2）提出了一种基于卡尔曼滤波的 GNSS 高适应性周跳探测与修复方法。针对目前鲜有周跳探测方法能同时满足多种情况下数据处理需求的问题，提出了一种综合利用载波、伪距观测值的卡尔曼滤波方法，实现对多种情况下的周跳进行精确探测与修复。该方法首先利用伪距与载波观测值分别在卫星间和历元间两次差分，进而建立包含周跳参数的观测方程；其次利用星地距连续光滑变化特性建立星地距运动方程；然后通过初始化滤波得到较为精确的星地距状态参数，进而建立包含周跳和星地距参数的状态方程；再通过卡尔曼滤波得到各频率观测值的周跳实数解；最后利用LAMBDA方法得到周跳整周修复值。数据验证表明，该方法可对多种应用情况下电离层较平稳时的周跳进行精确探测与修复。（3）提出了一种抗电离层干扰的无盲点三频组合周跳探测法。针对基于卡尔曼滤波的GNSS高适应性周跳探测与修复方法对电离层活跃期周跳探测的精确度下降，以及现有三频组合法容易出现探测盲点等问题，提出了一种既能抗电离层影响，又无盲点的三频组合周跳探测与修复方法。该方法首先构造一个三频无几何相位组合和一个三频STPIR组合，利用这两个组合构建出公共盲点模型，进而得到三频伪距相位组合的系数约束条件；以此条件为基础，构造出可以探测出前两种组合盲点的三频伪距相位组合。经过实验验证，该方法可对电离层不同活跃程度下的三频观测数据中的周跳实现无盲点精确探测与修复。（4）提出了一种评价 GNSS 周跳探测与修复结果可靠性的方法。针对目前缺少对所得周跳修复值的可靠性以及所选周跳探测与修复方法适用性进行评价的问题，基于贝叶斯估计理论，给出计算周跳修复值是周跳真值的后验概率实用公式，进而得到评价修复结果可靠性的技术指标。算例表明，该评价方法可对周跳探测与修复结果的可靠性，以及所用方法的适用性进行准确评价。另外，对本论文提出的两种探测方法在电离层活跃情况下的探测效果进行了评价分析；结果表明，对于电离层活跃环境下的三频观测数据，无盲点的三频组合周跳探测法要明显优于基于卡尔曼滤波的GNSS高适应性周跳探测方法。（5）将本文所提出的三种方法应用于不同工程中的周跳处理工作，并给出了具体应用流程以及计算示范。应用结果表明，本文所提出的方法对于实际工程具有良好的周跳探测、修复及评价效果。
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