基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算

孙红星; 付建红; 袁修孝; 唐卫明

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基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算

孙红星, 付建红, 袁修孝, 唐卫明

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孙红星, 付建红, 袁修孝, 唐卫明. 基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(7): 735-739.

引用本文:

孙红星, 付建红, 袁修孝, 唐卫明. 基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(7): 735-739.

SUN Hongxing, FU Jianhong, YUAN Xiuxiao, TANG Weiming. Ambiguity Resolution Based on Recursive Least Squares Kalman Filtering Using Multi-epoch Carrier Phase Data[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2008, 33(7): 735-739.

Citation:

SUN Hongxing, FU Jianhong, YUAN Xiuxiao, TANG Weiming. Ambiguity Resolution Based on Recursive Least Squares Kalman Filtering Using Multi-epoch Carrier Phase Data[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2008, 33(7): 735-739.

基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算

¹武汉大学遥感信息工程学院,武汉市珞喻路129号430079;²武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉市珞喻路129号430079

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40501060)

详细信息

作者简介:
孙红星,博士,讲师,现从事GPS定位与GPS /INS组合高精度定位定向理论与应用研究。

中图分类号: P228.41

Ambiguity Resolution Based on Recursive Least Squares Kalman Filtering Using Multi-epoch Carrier Phase Data

¹School of Remote Sensing and Information Engineering,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;²Research Center of GNSS,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(40501060)

摘要: 针对GPS动态定位,通过使用递推最小二乘技术,提出基于递推最小二乘的仅含有模糊度参数的卡尔曼滤波方法,实现了利用多历元载波相位观测信息解算模糊度。同时针对多历元定位的特点,讨论了动态定位中的单频周跳探测与修复,并提出将卫星重新出现的情况按照周跳的处理方法,有效地提高了解算效果。
- GPS /
- 整周模糊度 /
- 动态 /
- 周跳 /
- 迭代最小二乘 /
- 卡尔曼滤波
Abstract: In the global positioning system(GPS) kinematic positioning,the pseudorange and carrier phase measurements are often used together to calculate the carrier phase integer ambiguity.The pseudorange information can be either a raw observation of a single epoch or a smoothed value based on multi-epoch.For the carrier phase information,traditionally only single-epoch observations are used,because the position of the GPS antenna changes continuously in kinematic applications.A new carrier phase ambiguity resolution method is proposed by using multi-epoch data for both pseudorange and carrier phase data.First,the recursive least squares method is introduced,which can build the observation equations with the information from a continuous data segment.Next,a Kalman filter based on the only ambiguity state is used to calculate the float ambiguities.Then,the cycle slip detection and repair technique in kinematic mode is discussed with special emphasis on bridging discontinuous observations.The proposed method offers an obvious computational and performance advantage.The experiment proves that the proposed method can efficiently solve the integer ambiguities in GPS kinematic positioning.
- GPS /
- ambiguity /
- kinematic /
- cycle slip /
- recursive least squares /
- Kalman filter

[1]	刘硕, 张磊, 李健. 一种改进的宽巷引导整周模糊度固定算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(4): 637-642. doi: 10.13203/j.whugis20150462
[2]	隋心, 施闯, 徐爱功, 郝雨时. GPS/BDS接收机端系统偏差稳定性对整周模糊度固定的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(2): 175-182, 187. doi: 10.13203/j.whugis20160178
[3]	陈源军, 易重海. 基于站际历元二次差模型探测与修复周跳的新方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(6): 845-850. doi: 10.13203/j.whugis20140848
[4]	隋心, 施闯, 李敏, 徐宗秋, 徐爱功. GPS/BDS组合定位对短基线模糊度搜索空间的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(10): 1372-1378. doi: 10.13203/j.whugis20150479
[5]	刘宁, 熊永良, 王德军, 徐韶光. 一种新的GPS整周模糊度单历元求解算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(3): 291-294.
[6]	刘宁, 熊永良, 徐韶光. 利用改进的TurboEdit算法与Chebyshev多项式探测与修复周跳 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(12): 1500-1503.
[7]	吴继忠, 施闯, 方荣新. TurboEdit单站GPS数据周跳探测方法的改进 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(1): 29-33.
[8]	王利, 张勤, 管建安, 孔令杰. 基于GPS技术的滑坡动态变形监测试验结果与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(4): 422-426.
[9]	孙红星, 付建红. 使用复合滤波器实现双差GPS/INS动态组合高精度定位定姿 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(12): 1390-1393.
[10]	周乐韬, 黄丁发, 李成钢, 徐锐. 一种实时探测参考站网络中周跳的新算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(5): 439-442.
[11]	王新洲, 花向红, 邱蕾. GPS变形监测中整周模糊度解算的新方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(1): 24-26.
[12]	蔡昌盛, 高井祥. GPS周跳探测及修复的小波变换法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(1): 39-42.
[13]	王贵文, 王泽民, 殷海涛. 基于三差观测量的实时动态GPS周跳修复方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(8): 711-714.
[14]	王爱生, 欧吉坤. 用低通滤波器探测和修复单频GPS载波相位的周跳 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(12): 1079-1081.
[15]	高成发, 赵毅, 万德钧. 用LAMBDA改进算法固定GPS整周模糊度 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(8): 744-747.
[16]	刘立龙, 刘基余, 李光成. 单频GPS整周模糊度动态快速求解的研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2005, 30(10): 885-887.
[17]	孙红星, 李德仁. 非线性系统中卡尔曼滤波的一种新线性化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(4): 346-348,358.
[18]	任超, 欧吉坤, 袁运斌. 一种用于GPS整周模糊度OTF求解的整数白化滤波改进算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(11): 960-963.
[19]	郭杭. 迭代扩展卡尔曼滤波用于实时GPS数据处理 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1999, 24(2): 112-114,123.
[20]	柳响林, 刘经南, 杜道生. 卡尔曼滤波可靠性分析及其在动态GPS定位中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1997, 22(3): 234-236,244.

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基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算

¹武汉大学遥感信息工程学院,武汉市珞喻路129号430079;²武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉市珞喻路129号430079

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40501060)

作者简介:
孙红星,博士,讲师,现从事GPS定位与GPS /INS组合高精度定位定向理论与应用研究。

收稿日期: 2008-04-28
修回日期: 2008-04-28
刊出日期: 2008-07-05

中图分类号: P228.41

关键词:

GPS /

整周模糊度 /

动态 /

周跳 /

迭代最小二乘 /

卡尔曼滤波

摘要: 针对GPS动态定位,通过使用递推最小二乘技术,提出基于递推最小二乘的仅含有模糊度参数的卡尔曼滤波方法,实现了利用多历元载波相位观测信息解算模糊度。同时针对多历元定位的特点,讨论了动态定位中的单频周跳探测与修复,并提出将卫星重新出现的情况按照周跳的处理方法,有效地提高了解算效果。

English Abstract

Ambiguity Resolution Based on Recursive Least Squares Kalman Filtering Using Multi-epoch Carrier Phase Data

¹School of Remote Sensing and Information Engineering,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;²Research Center of GNSS,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(40501060)

Received Date: 2008-04-28
Rev Recd Date: 2008-04-28
Publish Date: 2008-07-05

Keywords:

Abstract: In the global positioning system(GPS) kinematic positioning,the pseudorange and carrier phase measurements are often used together to calculate the carrier phase integer ambiguity.The pseudorange information can be either a raw observation of a single epoch or a smoothed value based on multi-epoch.For the carrier phase information,traditionally only single-epoch observations are used,because the position of the GPS antenna changes continuously in kinematic applications.A new carrier phase ambiguity resolution method is proposed by using multi-epoch data for both pseudorange and carrier phase data.First,the recursive least squares method is introduced,which can build the observation equations with the information from a continuous data segment.Next,a Kalman filter based on the only ambiguity state is used to calculate the float ambiguities.Then,the cycle slip detection and repair technique in kinematic mode is discussed with special emphasis on bridging discontinuous observations.The proposed method offers an obvious computational and performance advantage.The experiment proves that the proposed method can efficiently solve the integer ambiguities in GPS kinematic positioning.

孙红星, 付建红, 袁修孝, 唐卫明. 基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(7): 735-739.

引用本文:

孙红星, 付建红, 袁修孝, 唐卫明. 基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(7): 735-739.

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作者简介: 孙红星,博士,讲师,现从事GPS定位与GPS /INS组合高精度定位定向理论与应用研究。

Ambiguity Resolution Based on Recursive Least Squares Kalman Filtering Using Multi-epoch Carrier Phase Data

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基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算

1武汉大学遥感信息工程学院,武汉市珞喻路129号430079;2武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉市珞喻路129号430079

作者简介: 孙红星,博士,讲师,现从事GPS定位与GPS /INS组合高精度定位定向理论与应用研究。

English Abstract

Ambiguity Resolution Based on Recursive Least Squares Kalman Filtering Using Multi-epoch Carrier Phase Data

1School of Remote Sensing and Information Engineering,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;2Research Center of GNSS,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China

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孙红星,博士,讲师,现从事GPS定位与GPS /INS组合高精度定位定向理论与应用研究。

¹武汉大学遥感信息工程学院,武汉市珞喻路129号430079;²武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉市珞喻路129号430079

作者简介:
孙红星,博士,讲师,现从事GPS定位与GPS /INS组合高精度定位定向理论与应用研究。

¹School of Remote Sensing and Information Engineering,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;²Research Center of GNSS,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China