（遼寧省海域和海島使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)中心 遼寧沈陽(yáng)110000）

（遼寧省海域和海島使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)中心 遼寧沈陽(yáng)110000）

針對(duì)實(shí)現(xiàn)GPS精密定位必須要完全探測(cè)與修復(fù)周跳的要求，彌補(bǔ)商用隨機(jī)軟件采用屏幕掃描法周跳探測(cè)效果不佳的不足，系統(tǒng)研究了周跳探測(cè)算法，開(kāi)發(fā)了基于Matlab平臺(tái)的GNSS周跳探測(cè)與修復(fù)系統(tǒng)，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證表明系統(tǒng)處理效果較好。

GPS精密定位周跳探測(cè)與修復(fù)

1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備分為兩部分進(jìn)行：一是，TEQC軟件對(duì)觀測(cè)值數(shù)據(jù)的初步處理，包括接收機(jī)二進(jìn)制文件的轉(zhuǎn)換、GLONASS觀測(cè)值的剔除、觀測(cè)值類型的定制與順序轉(zhuǎn)換；二是，通過(guò)自編程序?qū)崿F(xiàn)各衛(wèi)星觀測(cè)值的分離。

1.1 TEQC軟件應(yīng)用

數(shù)據(jù)編輯模塊主要功能有以下幾個(gè)方面：（1）Rinex文件字頭塊部分編輯；（2）Rinex文件的分割；（3）Rinex文件的合并；（4）衛(wèi)星系統(tǒng)的選擇及特定衛(wèi)星的禁用。本文系統(tǒng)主要應(yīng)用定制觀測(cè)類型與衛(wèi)星系統(tǒng)的選擇及特定衛(wèi)星的禁用功能。

部分接收機(jī)可以同時(shí)記錄GPS和GLONASS的數(shù)據(jù)，而在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中通常只需要GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，那么需要將GLONASS觀測(cè)數(shù)據(jù)剔除，在Matlab下調(diào)用TEQC命令執(zhí)行該操作：

!teqc-Rsource.**o>GPS.**o

注意Matlab下調(diào)用如TEQC軟件的可執(zhí)行文件需在命令前加“!”。其中 source.**o表示初始觀測(cè)值文件，GPS.**o表示剔除GLONASS觀測(cè)數(shù)據(jù)后觀測(cè)值文件。

TEQC雖然有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯功能，但不能實(shí)現(xiàn)各衛(wèi)星觀測(cè)值的分離，在周跳探測(cè)系統(tǒng)中需要單獨(dú)對(duì)每顆衛(wèi)星的觀測(cè)值進(jìn)行處理，因此還需要自編程序讀取觀測(cè)值文件。讀取觀測(cè)值文件過(guò)程中可以判斷頭文件中觀測(cè)值順序，然后讀取，本系統(tǒng)借助TEQC軟件的定制觀測(cè)值類型與順序的功能將觀測(cè)值順序更改為同一順序：

!teqc-O.obsca+L1+p2+L2GPS.**o>GPS1.**o

1.2 時(shí)間標(biāo)示轉(zhuǎn)換

GPS時(shí)是GPS系統(tǒng)內(nèi)部所采用的時(shí)間系統(tǒng)，其時(shí)間零點(diǎn)定義為處于1980年1月5日夜與1980年1月6日晨之間的子夜。GPS時(shí)在標(biāo)示時(shí)間時(shí)所采用的最大時(shí)間單位為周，其標(biāo)示時(shí)間的方法是從1980年1月6日0時(shí)開(kāi)始起算的周數(shù)（WN-WeekNumber）加上從每周周六/周日子夜開(kāi)始起算的秒數(shù)（TOW-TimeofWeek），在GPS導(dǎo)航電文中的時(shí)間信息就是采用這種時(shí)間標(biāo)示法。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

整個(gè)系統(tǒng)分為系統(tǒng)主界面以及單頻、雙頻、三頻觀測(cè)值探測(cè)與修復(fù)周跳系統(tǒng)，對(duì)于不同采樣率的觀測(cè)值數(shù)據(jù)需要選擇合適的方法，若觀測(cè)值為30s采樣間隔，選擇多項(xiàng)式擬合法或高次差法探測(cè)周跳，系統(tǒng)就會(huì)提示探測(cè)結(jié)果會(huì)不準(zhǔn)確，因此需選擇合適的方法進(jìn)行周跳探測(cè)。

本節(jié)以2015年3月某控制網(wǎng)A04點(diǎn)位觀測(cè)值文件A04_0861. 10o為實(shí)例，觀測(cè)值類型包含 C1、L1、L2、P2、D1、D2，以雙頻GF-DCPC周跳自動(dòng)探測(cè)與修復(fù)系統(tǒng)為例說(shuō)明系統(tǒng)基本框架（圖中標(biāo)注了具體的按鈕功能）。

系統(tǒng)主要由觀測(cè)文件讀取、觀測(cè)文件調(diào)整、衛(wèi)星選擇、觀測(cè)值存儲(chǔ)、周跳探測(cè)與修復(fù)、檢測(cè)量繪制等模塊組成。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，雙頻觀測(cè)值的粗差探測(cè)采用Blewitt方法中的粗差探測(cè)方法，在觀測(cè)值出現(xiàn)粗差與間斷處將數(shù)據(jù)劃分弧段，刪除小于一定觀測(cè)值數(shù)的弧段，其它弧段作為有效弧段，分別在各弧段觀測(cè)值進(jìn)行周跳探測(cè)與修復(fù)。

圖2中顯示在該觀測(cè)值中包含9顆衛(wèi)星的觀測(cè)值，觀測(cè)歷元數(shù)729個(gè)，采樣間隔為10s，系統(tǒng)可以一鍵探測(cè)所有衛(wèi)星觀測(cè)值中的周跳，亦可探測(cè)選中衛(wèi)星觀測(cè)值的周跳，并將修復(fù)后的觀測(cè)值保存到文件。圖3中選取PRN5衛(wèi)星觀測(cè)值進(jìn)行周跳探測(cè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示觀測(cè)中包含一個(gè)粗差和一個(gè)觀測(cè)值不連續(xù)歷元，在粗差與不連續(xù)歷元處將觀測(cè)值分段，可得到3個(gè)數(shù)據(jù)弧段，由于第一弧段包含12個(gè)歷元的觀測(cè)值，小于設(shè)定閾值20歷元，系統(tǒng)自動(dòng)將該弧段刪除，剩余有效弧段個(gè)數(shù)為2，“周跳列表”中顯示，兩個(gè)弧段均無(wú)周跳發(fā)生。圖4繪制了第2弧段的周跳檢測(cè)量，從第4幅圖GF-DCPC檢測(cè)量可以看出，值均在零值附近波動(dòng)，說(shuō)明探測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文基于Matlab實(shí)現(xiàn)了一套周跳探測(cè)與修復(fù)系統(tǒng)，調(diào)用TEQC軟件部分功能，從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)框架、實(shí)例分析等多個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，實(shí)現(xiàn)了GPS載波相位中周跳的直觀地、自主地探測(cè)與修復(fù)。

基于Matlab的GPS周跳探測(cè)與修復(fù)系統(tǒng)

■馮磊

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-141-2