"一种面向GPS单频RTK的周跳探测算法"
在GNSS导航定位领域，高精度位置服务的需求日益增长。RTK技术是获取高精度定位的常用方法，但是在GNSS接收机进行连续的载波相位测量过程中，可能会由于某种原因导致整周计数发生错误，产生周跳。周跳会使载波相位观测值出现一个整数周的跳跃，但不足一周的部分仍然正常。
文献[1]指出引起周跳的主要原因有：信号遮挡、到达接收机处卫星信号的信噪比低、接收机或者卫星故障、接收机的运动。文献[2]指出使用低成本单频GPS接收机进行RTK定位时，周跳将会更加频繁的发生。
在模糊度解算过程中，对于周跳的处理策略可以分为三类：1)单历元模糊度解算；2)当出现周跳时，对模糊度进行初始化；3)只在模糊度解算开始时，进行初始化，当出现周跳时，进行修复。第一类周跳处理策略，可以避免繁琐的周跳探测与修复算法，但是单历元模糊度解算需要高精度的伪距观测值，且在Kalman滤波中没有考虑模糊度观测值作为常量的特性，又由于伪距观测值精度通常比较低，因此，GPS单频RTK不适合采用该策略处理周跳。
基于上述原因，在GPS单频RTK定位中，只有成功、可靠的探测周跳才能更好的进行周跳修复，才能避免模糊度参数频繁初始化， 加快模糊度的收敛速度。目前双频观测值的周跳探测的方法很多：文献[3]和[4]利用P码伪距和双频的载波相位的组合构造MW和LG组合观测量来探测周跳，该方法的实质是利用电离层延迟在历元间变化缓慢的特性，具有一定的周跳探测精度[5-7]。然而，单频周跳探测仍然是一个开放性的问题，特别是对于动态导航定位。
在本文中，我们提出一种多普勒观测值辅助的单频周跳探测方法，该方法将连续两个相邻历元多普勒观测值与载波相位差分观测值相结合，以构造实时周跳探测的多普勒-载波相位差分序列。然后应用假设检验方法，检测单频载波相位观测值是否存在周跳。实测数据分析表明，本文提出的方法能够准确探测单频载波相位观测数据中的小周跳，且该方法对周跳探测的灵敏度比传统码-相位差分序列方法更高，适用于单频RTK定位技术。
在单频RTK观测值噪声特性分析中，周跳探测灵敏度一般会受到观测噪声的影响，在电离层不活跃时，码-相位组合法的观测噪声主要来源于伪距观测值，针对较小周跳探测时，探测结果往往会失败，主要是由于小的周跳会淹没在伪距噪声中。同样的，采用新方法时也需要对观测噪声特性进行分析。
在t时刻，GPS的伪距、载波相位和多普勒的观测方程分别为：
Pi(t) = ρ(t) + c(dt(t) - dT(t)) + Ii(t) + T(t) + εPi(t)
φi(t) = ρ(t) + c(dt(t) - dT(t)) - Ii(t) + λi·N(t) + T(t) + εφ(t)
式中：Pi(t)，φi(t)和Di(t)·λi分别为在频率i上的伪距观测值(m)，载波相位观测值(m)和多普勒观测值(m/s)；ρ(t)和̇ρ(t)分别为卫星与测站间的几何距离(m)和距离的变化率(m/s)；c表示光速；dt(t)和dT(t)分别为接收机钟差、卫星钟差；̇dt(t)和̇dT(t)分别为接收机钟速、卫星钟速；Ii(t)和̇Ii(t)分别为在频率i上的电离层延迟(m)和电离层延迟变化率(m/s)；T(t)和̇T(t)分别为对流层延迟(m)和对流层延迟变化率(m/s)；ε为未模型化的误差和观测噪声。
通常，在某一历元的观测量噪声可以用零均值白噪声表示，包括伪距观测值的噪声、载波相位观测值的噪声和多普勒观测值的噪声等。
本文提出了一种面向GPS单频RTK的周跳探测算法，该方法可以准确探测单频载波相位观测数据中的小周跳，且该方法对周跳探测的灵敏度比传统码-相位差分序列方法更高，适用于单频RTK定位技术。
