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基于小波变换的GNSS单差观测序列周跳探测方法
基于小波变换的GNSS单差观测序列周跳探测方法
摘要：
全球导航卫星系统（GNSS）在现代定位、导航和测绘应用中具有重要的地位。然而，由于多种原因，GNSS观测数据容易受到周跳的影响，从而导致定位误差的增加。对于GNSS单差观测序列的周跳探测，传统的方法存在着计算复杂度高和探测效果不理想的缺点。本文提出了一种基于小波变换的GNSS单差观测序列周跳探测方法。通过对观测序列进行小波变换，结合小波系数的统计特性，可以实现对周跳的高效探测和判定。通过实验证明，该方法能够有效地检测周跳，并对比其他方法具有更好的探测效果和计算效率。
关键词：GNSS；单差观测序列；周跳；小波变换
引言：
全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星定位和测距的导航系统，广泛应用于车辆导航、航空航天、测绘等领域。然而，由于大气层、接收机等原因，GNSS观测数据容易受到周跳（cycleslip）的影响，导致定位精度下降。因此，对于GNSS数据的周跳探测和修复成为精密定位算法研究的重要内容。
GNSS数据的周跳通常是由接收机的不正常工作、信号传播延迟变化等原因引起的。现有的周跳探测方法主要分为基于差分（differencing）和解析（integerambiguityresolution）两大类。其中，基于差分的方法可以利用两个接收机之间的差分观测数据，通过差分操作消除观测误差的影响，并进行判定是否存在周跳。然而，这种方法需要额外的接收机和通信链路，成本较高。另一方面，基于解析的方法则依赖于相位观测数据的整数模糊度（integerambiguity），通过模糊度的变化来检测和修复周跳。虽然这种方法利用了相位观测数据的更多信息，但对计算资源的要求较高，且容易受到误差的积累影响。
为了克服以上问题，本文提出了一种基于小波变换的GNSS单差观测序列周跳探测方法。小波变换是一种多尺度分析方法，具有时频局部化特性。通过对GNSS单差观测序列进行小波变换，可以将周跳信号局部化，并通过小波系数的统计特性进行判定。相比传统方法，该方法具有计算复杂度低、探测效果好的优点。
方法：
本文方法的流程如下：
1.对GNSS单差观测序列进行小波变换，选择合适的小波基函数和尺度。
2.通过小波系数的阈值判定来检测周跳。根据小波系数的统计特性，可以选择适当的阈值来判断是否存在周跳信号。
3.利用小波系数的信息进行周跳修复。当检测到周跳时，根据周跳位置和大小，可以通过插值等方法修复周跳信号。
实验与结果：
本文通过使用实际采集的GNSS观测数据进行了实验验证。对比了传统的基于差分和解析的周跳探测方法，以及本文提出的基于小波变换的方法。实验结果表明，本文方法在周跳探测的准确性和计算效率方面均优于其他方法。同时，本文方法对于不同类型的周跳，例如短周期、长周期等，均具有较好的探测效果。
结论：
本文提出了一种基于小波变换的GNSS单差观测序列周跳探测方法。通过对观测序列进行小波变换和小波系数的统计分析，可以实现对周跳的高效探测和判定。实验证明，该方法具有较好的探测效果和计算效率，可以提高GNSS定位精度和可靠性。在实际应用中，可以考虑将本文方法与其他周跳探测方法结合，进一步提高定位算法的精度和鲁棒性。
参考文献：
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