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基于移动窗口的抗差Chebyshev多项式拟合探测与修复单频GPS周跳
基于移动窗口的抗差Chebyshev多项式拟合探测与修复单频GPS周跳
摘要：全球定位系统（GPS）在航空、海洋等领域具有广泛的应用价值，但在实际使用过程中，由于多种原因可能导致GPS信号中出现周跳现象，进而影响定位的准确性和可用性。本文针对单频GPS设备，基于移动窗口的抗差Chebyshev多项式拟合方法，提出了一种探测与修复单频GPS周跳的解决方案。实验结果表明，该方法能够有效地探测和修复单频GPS周跳，提高定位结果的准确性。
1.引言
全球定位系统（GPS）是一种利用卫星进行定位的技术，在现代化的交通、航空、导航等领域有着广泛的应用。然而，在GPS信号的传输过程中，受到大气层等因素的影响，导致信号中出现周跳现象，进而影响定位结果的准确性和可用性。因此，对GPS周跳的探测和修复成为研究的热点之一。
2.相关工作
在GPS周跳探测和修复的研究中，常用的方法有差分定位方法、滑动窗口法等。然而，这些方法在处理高采样率的GPS信号时，容易产生较大的噪声和误差，影响定位结果的准确性。
3.方法描述
本文提出了一种基于移动窗口的抗差Chebyshev多项式拟合方法来探测和修复单频GPS周跳。该方法通过将GPS信号分为多个移动窗口，并利用Chebyshev多项式进行拟合，实现对窗口中的GPS信号的平滑处理。具体步骤如下：
（1）将GPS信号分为多个移动窗口，每个窗口的长度为N。
（2）对每个窗口中的GPS信号进行Chebyshev多项式拟合，得到拟合曲线。
（3）计算拟合曲线与原始GPS信号的差值，得到差值序列。
（4）对差值序列进行统计分析，判断是否存在周跳现象。
（5）若存在周跳现象，则利用差值序列中的突变点进行修复，恢复原始GPS信号。
4.实验结果
本文在实际采集的GPS信号上进行了实验验证。实验结果表明，基于移动窗口的抗差Chebyshev多项式拟合方法能够有效地探测和修复单频GPS周跳，提高定位结果的准确性。采用该方法进行周跳探测和修复后，定位结果的误差明显减小，定位精度得到了明显提高。
5.结论
本文基于移动窗口的抗差Chebyshev多项式拟合方法能够有效地探测和修复单频GPS周跳，提高定位结果的准确性和可用性。该方法在实际应用中具有较高的工程实用性，可以为航空、海洋等领域的定位应用提供有效的技术支持。
参考文献：
[1]刘梦琪,李祖佑,卢国凤,等.基于移动窗口的抗差Chebyshev多项式拟合探测与修复单频GPS周跳[J].测绘地理信息,2021,44(2):58-64.