GPS静态测量原理 测量111 李博周(2)

在平差计算中，整周未知数的取值一般有两种情况，整数解（或固定解）和实数解（或浮动解、非整数解）。

1.整数解（或固定解）。整周未知数具有整数的特性，但由于各种误差的影响，通过上述平差解得的整周未知数一般并非为整数，这时，可将其固定为整数，并作为已知量带入原观测方程重新平差，解算其他待定参数。这种方法，只有当观测误差和外界误差对观测值影响较小的情况下才有效，一般常用于短基线的相对定位。

2.实数解（或浮动解、非整数解）。当联测基线较长时，误差的相关性降低，如果外界误差的影响较大，在两测站间求差分时，就不能较好的消除或削弱这些误差的影响，其残差将使所确定的整周未知数精度降低。这时，我们不再考虑整周未知数的整数特性，而取其实际解算值实数解作为最后解。在长基线相对定位中，常采用这种方法。

4.2 交换天线法确定整周未知数

在观测工作开始前，先将一台接收机安置在固定参考站（基准站）上，另一台接收机安置在相距5~10m的任一天线交换点上，同步观测若干历元（如2-8个历元）后，将两台接收机的天线从三脚架上小心取下并互换位置，且在互换位置的过程中保持对卫星的连续跟踪，重新同步观测若干历元后，再按相同步骤把两台结合搜集的天线恢复到原位置。这时，把固定参考站的天线交换点间的基线向量作为起始基线向量，并利用天线交换前后的同步观测量求解起始基线向量，进而确定整周未知数，这一方法，称为交换天线法。该方法解算整周未知数时间较短、精度较高，因而在准动态相对定位中得到应用。 4.3 P码双频技术确定整周未知数

由于码相位观测不受整周未知数的影响，所以，通过码相位于载波相位观测量的综合处理，在理论上，便提供了一种确定载波相位整周未知数的可能性。若在进行载波相位测量的同时，又进行码相位测量，则测码伪距观测方程式与测相伪距观测方程式两者求差便可得整周未知数。

由于码相位观测量的精度较低，同时，由于电离层的弥散性质，其对码信号与载波信号传播的影响不相同，即便采用P 码与载波相位观测量直接比较，仍难以满足确定整周未知数的精度。因此，不能简单利用P码的原始测量与载波信号观测量直接相比较求解整周未知数，而必须先进行适当变换，即进行线性组合。

所谓P码双频技术，就是将L1和L2载波相位观测值进行某种线性组合，使其变成一种波长较长的组合波——宽波（或称宽巷），而将调制于载波L1和L2上的P码相位观测值，组合成虚拟P码窄巷相位观测值，然后将这两种组合后的相位观测值进行综合处理，来求解整周未知数的方法。

采用P码双频技术确定整周未知数只需观测一个历元，因此，该方法可实现整周未知数的实时结算，这对缩短相对定位的观测时间、提高作业效率、开拓其

在动态相对定位中欧冠的应用具有十分重要的意义。但是，目前由于P码的保密性，使这一方法的普遍应用受到了限制。

5周跳分析

前已述及，任意时刻的载波相位实际观测量是由两部分组成的: 一部分是不足整周额部分，能以极高的精度测定; 另一部分是整周计数部分，只要接收机对卫星信号的跟踪不中断（失锁），接收机便会自动给出在跟踪期间载波相位整周的变化。但是，实际工作中，往往由于某种原因，如卫星信号被暂时阻挡或外界干扰等因素的影响，引起卫星跟踪的暂时中断。这样一来，接收机对整周的计数也会随之中断。虽然当接收机恢复对该卫星的跟踪后，所测相位的小数部分将不受跟踪中断的影响，仍是连续的，但整周计数，由于失去了在失锁期间载波相位变化的整周期，便不再连续了，而且使其后的相位观测量均含有相同的整周误差。这就是所谓的整周跳变现象，简称周跳。

发生周跳并不会影响载波相位观测量的不足整周部分的正确性，如果能探测出在何时发生周跳并求出丢失的整周数的话，我们就有可能对中断后的整周计数进行改正，将其恢复为正确计数，这一工作成为整周跳变的探测与修复。在GPS定位工作中，周跳的产生是难免的，特别是随着观测时间的延长，周跳会显著影响定位成果的精度。因此，在对观测数据进行平差处理前，必须对其中可能存在的周跳加以探测与修复。

5.1 利用单差观测值得高次差探测与修复周跳

由于同步观测的多颗卫星所获得的载波相位观测值中包含了相同的接受机振荡器的随机误差影响，在卫星间求差后即可消除此项误差的影响。消除了接收机振荡器随机误差影响的单差观测值的高次差，一般残留下的值很小，就有可能发现与卫星有关的较小周跳。发现周跳后，即可利用高次差值公式外推或多项式拟合的方法推求正确的整周计数。

5.2 利用双差观测值的高次差探测与修复周跳

上述方法只能发现与卫星有关的周跳，例如某颗卫星的信号被暂时中断，而其余卫星仍被连续观测，但不一定能发现与接收机有关的周跳，例如由于接收机的瞬时故障而使所有卫星均发生周跳。这种情况下，可在卫星和接收机之间求双差观测值的高次差来发现并修复产生于某台接收机的小周跳。因为双差观测值进一步消除了卫星振荡器随机误差的影响，若某台接收机与某历元发生周跳，在发生周跳前后几个历元的高次差数值将明显增大，据此可发现产生周跳的接收机和

历元。同样，可利用高次差值公式外推或用多项式拟合的方法，求得产生小周跳后的正确整周计数。

5.3 利用平差后的残差探测与修复周跳

经过上述处理的观测值中可能还存在一些未被发现的周跳，例如来自外界瞬时干扰的小周跳。由于载波相位观测值的观测精度很高，进行平差计算后，所得残差一般很小，如果残差出现较大数值，便可发现和修复周跳。这一过程往往需要反复迭代，每次采用新获得的平差后的基线向量以及改正了周跳后的观测值进行计算，直至残差符合要求为止。这样可得到一组无周跳的“干净的”载波相位观测值。

整周跳变的产生与GPS接收机的质量和野外观测环境密切相关。因此在组织外业观测时，要合理选择接收机的机型、观测站的位置、卫星分布较好的观测时段，以便获得质量可靠的观测值。这是解决周跳问题的根本途径。

致谢

光阴似箭，日月如梭，三年的大学生活渐渐就要远去。值此论文完成之际，谨向所有给予我关心和帮助的人们致以衷心的感谢。

此时此刻，我首先要衷心感谢我的班主任刘海鹤老师。刘老师自入学开始便以自身严谨的治学态度、细致的工作作风、锲而不舍的钻研精神感染和熏陶着我。在三年的大学生活中，张老师对我在课程学习上给予精心指导，使我不仅在工作方法和研究道路上受益匪浅。更使我学会了如何灵活应用所学的理论知识。同时为我提供了良好的学习和研究环境，以及许多其它方面的学习、锻炼机会，还教会了我许多做人、做事的道理。

在此，向辛勤培养我的张莉老师表示衷心的谢意。

同时，感谢我的实习带队老师王旭老师。在实习的期间，经过王老师的悉心教导，在实习的过程中的精心指导，让我在学校里学到的理论知识在实践中得以应用，使我融会贯通。这样，使我在实习的过程中少了许多的障碍。还有，感谢测量教研组的各位老师三年来的孜孜教诲，你们赋予了我生存发展的技能，因为有你们的教导，我才能成才，才能在这个社会上立足，才能有一份稳定的工作，谢谢，老师们！

感谢评审老师在百忙之中评阅我的论文。

感谢测量111班的同学们，对我的学习、生活给予了极大的关心和帮助，与他们朝夕相处的三年时光我将终生难忘。

最后感谢我的家人，感谢他们 …… 此处隐藏：1799字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……