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GPS双频载波相位周跳探测的组合方法研究
摘要：
GPS导航系统在现代化经济和社会中发挥着越来越重要的作用。而双频GPS技术已经成为了GPS导航系统的主流趋势。然而，双频GPS的载波相位周跳探测一直是制约其精度和可靠性的重要因素之一。本文基于对双频GPS技术的研究，分析了常用的载波相位周跳探测方法的优缺点，并提出了一种基于组合方法的载波相位周跳探测算法。通过模拟实验和实际数据测试，证明该算法能够有效地提高双频GPS的定位精度和可靠性。
关键词：GPS、双频GPS、载波相位周跳探测、组合方法
引言：
双频GPS技术是指GPS接收机能够同时接收两个频率的信号来进行定位。与单频GPS相比，双频GPS的优点在于可以更准确地计算信号传播时间，从而提高定位精度和可靠性。然而，双频GPS技术仍然存在一些问题，其中最为常见且严重的问题之一就是载波相位周跳探测。
载波相位周跳指的是当接收机的本地时钟与卫星时钟不同时，接收机会出现相位跳变。相位跳变可能导致误差扩散，从而降低GPS定位的精度和可靠性。因此，载波相位周跳探测是双频GPS技术中需要解决的重要问题之一。
现有的载波相位周跳探测算法主要包括基于锁相环（PLL）和基于差分（DD）两种方法。这两种方法各有优劣，但都存在一些问题。基于PLL方法准确度高但鲁棒性差，而基于DD方法鲁棒性强但准确度较低。为了解决这些问题，本文提出了一种新的基于组合方法的载波相位周跳探测算法。
方法：
本文提出的组合方法将基于PLL和基于DD的方法进行了结合。在该方法中，PLL方法首先用来探测载波相位周跳，当发现周跳时，应用DD方法来修复周跳。通过结合两种方法，组合方法能够最大限度地利用各自的优点，并在准确度和鲁棒性上实现平衡。
为了验证该方法的有效性，本文进行了模拟实验和实际数据测试。在模拟实验中，本文使用了一个基准接收机模拟了真实GPS信号，并在其基础上添加了不同类型和大小的噪声。通过与单一方法相结合，组合方法在各种情况下都能够提高双频GPS的精度和可靠性。
在实际数据测试中，本文使用了ASR-12双频GPS接收机对不同车速下的自主车载测量数据进行测试。通过对测试数据的分析，组合方法的定位精度和可靠性相比于单一方法有了显著的提高。尤其是在高速运动下，组合方法对精度和鲁棒性的提高更为明显。
结果和分析：
通过模拟实验和实际数据测试，本文提出的组合方法在双频GPS的载波相位周跳探测方面表现优秀。相比于传统的基于PLL和基于DD的方法，组合方法的定位精度和鲁棒性更高。这表明，组合方法不仅能够克服各种干扰噪声的影响，而且能够有效地提高双频GPS的定位精度和可靠性。
结论：
该论文提出了一种新的基于组合方法的双频GPS载波相位周跳探测算法，该算法通过结合PLL和DD两种方法的优点，在定位精度和鲁棒性上实现了平衡。模拟实验和实际数据测试结果表明，该算法能够有效地提高双频GPS的定位精度和可靠性。这种组合方法在现实应用中有着广泛的应用前景，可以提供更高精度的定位服务和更可靠的导航解决方案。