马 驰,李柏渝,刘文祥,王飞雪

(国防科学技术大学电子科学与工程学院卫星导航定位技术工程研究中心,湖南 长沙 410073)

0 引 言

卫星在空间的运行轨迹是一条平滑的曲线,因而卫星至接收机的距离观测值的变化是平缓而有规律的,而周跳将破坏这种规律性,使观测值产生一种系统性的粗差。周跳探测与修复的本质就是从载波相位观测值的时间序列中寻找可能存在的这种系统性粗差并加以改正。周跳产生的原因主要有三个方面:一是障碍物的遮挡造成卫星信号无法到达接收机天线,二是由于干扰或者多径的影响造成接收机处的卫星信号信噪比过低,三是接收机软件故障或者卫星信号振荡器故障。

传统的单频周跳探测方法有多项式拟合法[1]、高次差法[2],高次差法本质上与多项式拟合法是一致的,仅在目标动态变化较小时较为有效且精度不高;随着周跳技术不断发展,又出现了更加有效的多普勒积分法[3]、小波变换法[4];同时多频数据处理技术的发展促使精度更高的周跳探测方法产生,如电离层残差法[5]、M-W法(双频码相组合法)[6],电离层残差法是目前周跳探测与修复相对最准确的方法,可以准确探测到1周的小周跳,但当多个频点于同一历元发生周跳时,无法有效地进行周跳探测与修复。

本文充分研究电离层残差法与多普勒积分探测周跳的原理以及特点,提出了一种基于多普勒辅助的改进的电离层残差法来探测与修复周跳,并通过实验分析证明了该改进的方法有效解决了电离层残差法存在的上述问题,当多频点于同一历元发生周跳时,也能探测与修复小至1周的周跳,提高了电离层残差法探测与修复周跳的准确性与可靠性。……