多普勒探測(cè)周跳精度分析

雷 雨,高玉平

(1.中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心,陜西西安710600;2.中國(guó)科學(xué)院時(shí)間頻率基準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安710600)

0 引 言

周跳是GPS載波相位觀測(cè)值中的特有問(wèn)題,如果不能正確地將其探測(cè)出來(lái),將會(huì)嚴(yán)重影響導(dǎo)航定位與定時(shí)的精度。目前,常用的周跳探測(cè)方法有高次差法、多項(xiàng)式擬合法、偽距/相位組合法、電離層殘差法與卡爾曼濾波法等[1-3]。然而,上述各種方法都沒(méi)有使用多普勒觀測(cè)數(shù)據(jù)。多普勒觀測(cè)量是載波相位的一階導(dǎo)數(shù),表示載波相位的變化率,它是一種非常穩(wěn)定,并且獨(dú)立于載波相位的觀測(cè)值,并不會(huì)因?yàn)橄辔话l(fā)生周跳而發(fā)生變化。因此,利用多普勒測(cè)量進(jìn)行周跳探測(cè)是一種比較理想的方法。

加拿大的Canon于1992年提出采用多普勒觀測(cè)值來(lái)探測(cè)周跳[4],陳曉明對(duì)其模型進(jìn)行了改進(jìn)[5],申春明等于2006年利用數(shù)值積分的方法積分多普勒觀測(cè)值來(lái)探測(cè)周跳[6],常志巧等于2008年提出采用多普勒觀測(cè)值來(lái)探測(cè)周跳和粗差[7],周巍等[8]、任永超等[9]分別將其運(yùn)用到 COMPASS與GPS衛(wèi)星的周跳與粗差探測(cè)中,在這些文獻(xiàn)中都沒(méi)有提及多普勒方法探測(cè)周跳的精度,因此,有必要研究該方法在不同數(shù)據(jù)采樣率下的探測(cè)能力。

采用IGS跟蹤站1 s采樣率的觀測(cè)數(shù)據(jù),通過(guò)TEQC軟件[10]合并生成2 s、3 s、4 s、5 s、10 s、15 s和30 s采樣率的另外幾組觀測(cè)數(shù)據(jù)。事先用Bernese軟件[11]探測(cè)出這幾組不同采樣率的觀測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)有周跳,然后在每組數(shù)據(jù)中人為加入不同周數(shù)的周跳,以Canon提出的模型為基礎(chǔ),利用多普勒觀測(cè)值對(duì)原始數(shù)據(jù)與加入周跳后的數(shù)據(jù)進(jìn)行單頻的周跳探測(cè),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與討論,探討該方法探測(cè)周跳的能力。……