CN109358350A - 一种北斗三频周跳探测方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种北斗三频周跳探测方法与装置，建立采用北斗B2和B3信号的MW组合观测量的方程，及北斗B1、B2和B3信号的第一无几何相位组合观测量的方程、第二无几何相位组合观测量的方程，通过对模糊度值在历元间进行差分，依次得到第一、第二和第三周跳探测量，当第一周跳探测量的绝对值不等于零，第二周跳探测量的绝对值大于或等于第一设定阈值，第三周跳探测量的绝对值大于或等于第二设定阈值时，判定发生周跳。本发明的周跳探测准确，能有效探测出1周及以上的大小周跳，并适合于实时、动态周跳的探测。

Description

一种北斗三频周跳探测方法与装置

技术领域

本发明属于北斗导航定位数据预处理领域，具体涉及一种北斗三频周跳探测方法与装置。

背景技术

由于障碍物的遮挡或者在观测过程中接收机受到信号的干扰，导致卫星信号出现失锁的现象，载波相位观测值出现整周跳变，周跳的发生将影响北斗数据的高精度的应用。我国的北斗系统将于2020年完成全球的构网，北斗信号采用的是三频信号将使周跳的探测更具有稳定性和可靠性。周跳探测技术作为北斗系统进行数据预处理的重要组成部分，其对于高精度定位导航应用的作用至关重要。

目前，伪距相位法由于受到伪距观测噪声和载波相位观测噪声的影响，只适用于大周跳(10周以上)的探测，例如周巍等人在2012年的期刊《测绘科学技术学报》第29卷第2期上发表的《北斗三频数据周跳的探测方法》。同时，伪距相位法构造出的组合周跳检验量受采样率的影响，当采样周期较低时，无法正确探测周跳。

公布号为CN105676243的中国专利提出了“一种基于无几何相位和电离层残差法的北斗三频周跳探测方法”，在所探测的频点发生相同或相近周跳时，周跳就无法探测出来。例如，f1频点发生周跳为ΔN₁和f2频点发生周跳为ΔN₂，那么利用电离层残差法最后要形成的探测量为λ₁ΔN₂-λ₂ΔN₁，当两个频点的波长相近(λ₁≈λ₂)时，即使发生周跳，λ₁ΔN₂-λ₂ΔN₁的值会很小，因而构成的探测量无法探测周跳。

发明内容

本发明的目的是提供一种北斗三频周跳探测方法与装置，用于解决现有伪距相位法无法检测小周跳和检测周跳的准确度低的问题，以及解决当探测的频点发生相同或相近周跳时无法探测周跳的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种北斗三频周跳探测方法，包括以下步骤：

1)根据伪距相位观测值数学模型，建立采用北斗B2和B3信号的MW(Melbourne Wübbena)组合观测量的方程，根据MW组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第一周跳探测量；

2)根据组合观测量的电离层系数最小和/或组合观测量的噪声最小，选取第一组合系数及第二组合系数，根据第一组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第一无几何相位组合观测量的方程，根据第一无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第二周跳探测量；

根据第二组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第二无几何相位组合观测量的方程，根据第二无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第三周跳探测量；

3)当第一周跳探测量的绝对值不等于零，第二周跳探测量的绝对值大于或等于第一设定阈值，第三周跳探测量的绝对值大于或等于第二设定阈值时，判定发生周跳。

本发明采用北斗B2和B3信号形成的MW组合观测量和第一、第二无几何相位组合观测量进行周跳的探测，采用B2和B3信号的频点组合形成MW组合观测量能有效的减小噪声和电离层系数的影响，使MW组合观测量的探测精度更高，周跳探测更加准确，且本发明对于1周及以上的大小周跳都能准确的探测出来。当探测的频点发生相同或相近周跳时，第一、第二无几何相位组合观测量能够准确进行周跳的探测。另外，由于本发明的MW组合观测量中不含有位置和时间参数，因此，本发明适合于实时、动态周跳的探测。

为实现MW组合观测量的方程的构造，根据伪距相位观测值数学模型，建立如下MW组合观测量的方程：

其中，Φ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合观测量，Φ_f2为北斗B2信号的载波相位观测值，Φ_f3为北斗B3信号的载波相位观测值，f₂为北斗B2信号的频率，f₃为北斗B3信号的频率，P_f2为北斗B2信号的伪距观测值，P_f3为北斗B3信号的伪距观测值，λ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合波长，N2为北斗B2信号在频率f₂上的整周模糊度，N3为北斗B3信号在频率f₃上的整周模糊度，η为MW组合观测量的电离层延迟放大系数，I为电离层延迟误差，ε₂₃为MW组合观测量的噪声。

为得到第一周跳探测量，给出如下第一周跳探测量的计算式：

其中，ΔN_MW23为第一周跳探测量，根据MW组合观测量的方程得到的模糊度差值，ΔN₂为N2在相邻历元间的差值，ΔN₃为N₃在相邻历元间的差值，ΔΦ_f2为Φ_f2在相邻历元间的差值，ΔΦ_f3为Φ_f3在相邻历元间的差值，ΔP_f2为P_f2在相邻历元间的差值，ΔP_f3为P_f3在相邻历元间的差值，ΔI为I在相邻历元间的差值，Δε₂₃为ε₂₃在相邻历元间的差值。

为实现第一或第二无几何相位组合观测量的方程的构造，根据伪距相位观测值数学模型，建立如下第一或第二无几何相位组合观测量的方程：

λ_ijk*Φ_ijk＝(ρ+c*δt_r-c*δt^S)-ζ_ijk*I+λ_ijk*N_ijk+ε_ijk

其中，ijk表示第一无几何相位组合观测量的第一组合系数，或第二无几何相位组合观测量的第二组合系数，i,j,k均取整且i+j+k＝0；λ_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的波长，λ₁为北斗B1信号的波长，λ₂为北斗B2信号的波长，λ₃为北斗B3信号的波长；Φ_ijk为相应第一或第二无几何相位组合观测量，ρ为卫星到接收机之间的几何距离，c为光速，δt_r为接收机钟差，δt^S为卫星钟差，ζ_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的电离层系数，f₁、f₂、f₃依次对应为北斗B1信号的频率、北斗B2信号的频率、北斗B3信号的频率，I为电离层延迟误差，N_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的整周模糊度，N_ijk＝i*N₁+j*N₂+k*N₃，N₁、N₂、N₃依次对应为北斗B1信号在频率f₁上的整周模糊度、北斗B2信号在频率f₂上的整周模糊度、北斗B3信号在频率f₃上的整周模糊度，ε_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的噪声误差，ε_ijk＝j*ε₁+j*ε₂+k*ε₃，ε₁、ε₂、ε₃依次对应为北斗B1信号在频率f₁上的噪声、北斗B2信号在频率f₂上的噪声、北斗B3信号在频率f₃上的噪声。

为得到第二周跳探测量和第三周跳探测量，给出如下第二或第三周跳探测量的计算式：

其中，第二或第三周跳探测量ΔN_ijk为N_ijk在相邻历元间的差值，第二周跳探测量对应所述第一无几何相位组合观测量的方程，第三周跳探测量对应所述第二无几何相位组合观测量的方程，ΔΦ_ijk为Φ_ijk在相邻历元间的差值，ΔI为I在相邻历元间的差值，Δε_ijk为ε_ijk在相邻历元间的差值。

为实现第一无几何相位组合观测量的方程的建立，第一组合系数为(0,-1,1)，为实现第二无几何相位组合观测量的方程的建立，第二组合系数为(1,0,-1)。

为实现周跳的判定，步骤3)中的第一、第二设定阈值均表示为ζ*σ_ijk，ζ为常数，*σ_ijk为第一周跳探测量和第二周跳探测量的估值的标准差，计算式如下：

其中，λ₁为北斗B1信号的波长，λ₂为北斗B2信号的波长，λ₃为北斗B3信号的波长；当ζ*σ_ijk为第一设定阈值时，ijk表示第一无几何相位组合观测量的第一组合系数，当ζ*σ_ijk为第二设定阈值时，ijk表示第二无几何相位组合观测量的第二组合系数；σ_φ为载波相位观测值的噪声。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种北斗三频周跳探测装置，包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

1)根据伪距相位观测值数学模型，建立采用北斗B2和B3信号的MW组合观测量的方程，根据MW组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第一周跳探测量；

2)根据组合观测量的电离层系数最小和/或组合观测量的噪声最小，选取第一组合系数及第二组合系数，根据第一组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第一无几何相位组合观测量的方程，根据第一无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第二周跳探测量；

根据第二组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第二无几何相位组合观测量的方程，根据第二无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第三周跳探测量；

3)当第一周跳探测量的绝对值不等于零，第二周跳探测量的绝对值大于或等于第一设定阈值，第三周跳探测量的绝对值大于或等于第二设定阈值时，判定发生周跳。

进一步，所述MW组合观测量的方程如下：

其中，Φ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合观测量，Φ_f2为北斗B2信号的载波相位观测值，Φ_f3为北斗B3信号的载波相位观测值，f₂为北斗B2信号的频率，f₃为北斗B3信号的频率，P_f2为北斗B2信号的伪距观测值，P_f3为北斗B3信号的伪距观测值，λ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合波长，N2为北斗B2信号在频率f₂上的整周模糊度，N3为北斗B3信号在频率f₃上的整周模糊度，η为MW组合观测量的电离层延迟放大系数，I为电离层延迟误差，ε₂₃为MW组合观测量的噪声。

进一步，所述第一周跳探测量如下：

其中，ΔN_MW23为第一周跳探测量，根据MW组合观测量的方程得到的模糊度差值，ΔN₂为N2在相邻历元间的差值，ΔN₃为N₃在相邻历元间的差值，ΔΦ_f2为Φ_f2在相邻历元间的差值，ΔΦ_f3为Φ_f3在相邻历元间的差值，ΔP_f2为P_f2在相邻历元间的差值，ΔP_f3为P_f3在相邻历元间的差值，ΔI为I在相邻历元间的差值，Δε₂₃为ε₂₃在相邻历元间的差值。

附图说明

图1是本发明的一种北斗三频周跳探测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明的北斗三频周跳探测方法，包括以下步骤：

根据伪距相位观测值数学模型，建立采用北斗B2和B3信号的MW组合观测量的方程，根据MW组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第一周跳探测量。

根据组合观测量的电离层系数最小和/或组合观测量的噪声最小，选取第一组合系数及第二组合系数，根据第一组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第一无几何相位组合观测量的方程，根据第一无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第二周跳探测量。

根据第二组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第二无几何相位组合观测量的方程，根据第二无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第三周跳探测量。

然后，对第一、第二和第三周跳探测量分别进行判断，判断是否满足周跳探测条件，若满足则判定发生周跳，确定周跳发生的位置和该位置处的周跳大小。优选的，周跳探测条件为：当第一周跳探测量的绝对值不等于零，第二周跳探测量的绝对值大于或等于第一设定阈值，第三周跳探测量的绝对值大于或等于第二设定阈值时，判定发生周跳。本发明的三频周跳探测的流程如图1所示。

本发明采用北斗B2和B3信号形成的MW组合观测量和第一、第二无几何相位组合观测量进行周跳的探测，采用B2和B3信号的频点组合形成MW组合观测量能有效的减小噪声和电离层系数的影响，使MW组合观测量的探测精度更高，周跳探测更加准确，且本发明对于1周及以上的大小周跳都能准确的探测出来，另外，由于本发明的MW组合观测量中不含有位置和时间参数，因此，本发明适合于实时、动态周跳的探测。

本发明采用北斗B2和B3信号进行构建MW组合观测量的方程原因如下：

首先，根据伪距相位观测值数学模型建立MW组合观测量的方程的过程如下：

现有技术中，伪距相位观测值数学模型为：

P_i＝ρ+c*δt_r-c*δt^S+I+Trop+M_P+ε_P

λ_i*Φ_fi＝ρ+c*δt_r-c*δt^S-I+Trop+λ_i*N_i+M_φ+ε_Φ

其中，Pi为在频率fi(i＝1,2,3)上的伪距观测值，f₁＝1.561098*10⁹HZ、f₂＝1.20714*10⁹HZ和f₃＝1.26852*10⁹HZ，Φ_fi为在频率f_i上的载波相位观测值，ρ为卫星到接收机之间的几何距离，c为光速，δt_r为接收机钟差，δt^S为卫星钟差，I为电离层延迟误差，Trop为流层延迟误差，M_P为伪距观测值的多路径误差，M_φ为载波相位观测值的多路径误差，λ_i(i＝1,2,3)为北斗B1、B2和B3信号的波长，其中λ₁＝0.192m、λ₂＝0.2483m和λ₃＝0.2363m；N_i为在频率f_i(i＝1,2,3)上的整周模糊度，ε_P为伪距噪声，ε_Φ为载波相位噪声。

根据上述伪距相位观测值数学模型，建立如下MW组合观测量的方程：

其中i,j＝1,2,3,i≠j。

周跳探测量表示为：

通过历元间差分，可以得到第一周跳探测量(即模糊度差值)为：

其中，Φ_MWij表示MW组合观测量，Φ_fj表示在频率f_j上的载波相位观测值，λ_MWij表示MW组合波长，其中B2和B3频点组合波长能够达到λ_MW23＝4.8842m，相对于λ_MW12＝0.847m，波长更长；N_j表示，ε_ij表示MW组合噪声，η表示电离层延迟放大系数，N_MW表示MW组合整周模糊度，P_j表示在频率f_j(i＝1,2,3)上的伪距观测值，εφ_i表示频率f_j上的载波相位噪声，εφ_j表示频率f_j上的载波相位噪声，εP_i表示频率f_i上的伪距噪声，εP_j表示频率f_j上的伪距噪声，ΔN_MW表示第一周跳探测量，ΔN_i表示N_i在相邻历元间的差值，ΔN_j表示N_j在相邻历元间的差值，ΔΦ_fi表示Φ_fi在相邻历元间的差值，ΔΦ_fj表示Φ_fj在相邻历元间的差值，ΔP_i表示P_i在相邻历元间的差值，ΔP_j表示P_j在相邻历元间的差值，ΔI表示I在相邻历元间的差值，Δε_ij表示ε_ij在相邻历元间的差值，δ_MW表示根据误差传播定律得到的MW组合观测量的标准差，用来衡量MW组合观测量的精度；表示载波相位观测值的中误差，δ_P表示伪距观测值的中误差。

ΔN_MW的方程中不存在卫星位置、接收机位置以及时间参数，所以可以用于实时动态的周跳探测。在MW组合观测量的周跳探测中，周跳探测的主要误差来自于电离层残差和伪距噪声。由电离层延迟放大系数η的表达式可知，信号的频率越接近产生的电离层放大系数就越小，得到组合观测量的电离层延迟系数非常小，几乎可以忽略，通过组合可以看出电离层的影响已经明显的降低；组合观测量的噪声主要是由伪距噪声构成，假设三个频点产生的噪声误差相同，且均为ε₀，即ε_P1＝ε_P2＝ε_P3＝ε₀，载波相位的噪声相对伪距噪声极其微小，就忽略载波相位噪声的影响，那么与频率之间的间隔大小成正比，ε₁₂＝1.1807ε₀，ε₁₃＝0.9759ε₀和ε₂₃＝0.2047ε₀，载波相位噪声取0.01周，伪距噪声取0.3m.δ_MW＝0.1901周，组合电离层延迟相对于噪声来说可以省略，因此，采用北斗B2和B3信号进行构建MW组合观测量的方程，方程如下：

其中，Φ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合观测量，Φ_f2为北斗B2信号的载波相位观测值，Φ_f3为北斗B3信号的载波相位观测值，f₂为北斗B2信号的频率，f₃为北斗B3信号的频率，P_f2为北斗B2信号的伪距观测值，P_f3为北斗B3信号的伪距观测值，λ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合波长，N2为北斗B2信号在频率f₂上的整周模糊度，N3为北斗B3信号在频率f₃上的整周模糊度，η为MW组合观测量的电离层延迟放大系数，I为电离层延迟误差，ε₂₃为MW组合观测量的噪声。

为得到第一周跳探测量，给出如下第一周跳探测量的计算式：

其中，ΔN_MW23为第一周跳探测量，根据MW组合观测量的方程得到的模糊度差值，ΔN₂为N2在相邻历元间的差值，ΔN₃为N₃在相邻历元间的差值，ΔΦ_f2为Φ_f2在相邻历元间的差值，ΔΦ_f3为Φ_f3在相邻历元间的差值，ΔP_f2为P_f2在相邻历元间的差值，ΔP_f3为P_f3在相邻历元间的差值，ΔI为I在相邻历元间的差值，Δε₂₃为ε₂₃在相邻历元间的差值。

为实现第一或第二无几何相位组合观测量的方程的构造，根据伪距相位观测值数学模型，建立如下无几何相位组合观测量的方程，再根据选择的两组组合系数，即第一组合系数和第二组合系数分别带入无几何相位组合观测量的方程，得到第一无几何相位组合观测量的方程和第二无几何相位组合观测量的方程。根据上述伪距相位观测值数学模型，构造如下无几何相位组合观测量的方程：

λ_ijk*Φ_ijk＝(ρ+c*δt_r-c*δt^S)-ζ_ijk*I+λ_ijk*N_ijk+ε_ijk

其中，ijk表示第一无几何相位组合观测量的第一组合系数(i,j,k)，或第二无几何相位组合观测量的第二组合系数(i,j,k)，i,j,k均取整且i+j+k＝0；λ_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的波长，λ₁为北斗B1信号的波长，λ₂为北斗B2信号的波长，λ₃为北斗B3信号的波长；Φ_ijk为相应第一或第二无几何相位组合观测量，ρ为卫星到接收机之间的几何距离，c为光速，δt_r为接收机钟差，δt^S为卫星钟差，ζ_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的电离层系数，f₁、f₂、f₃依次对应为北斗B1信号的频率、北斗B2信号的频率、北斗B3信号的频率，I为电离层延迟误差，N_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的整周模糊度，N_ijk＝i*N₁+j*N₂+k*N₃，N₁、N₂、N₃依次对应为北斗B1信号在频率f₁上的整周模糊度、北斗B2信号在频率f₂上的整周模糊度、北斗B3信号在频率f₃上的整周模糊度，ε_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的噪声误差，ε_ijk＝i*ε₁+j*ε₂+k*ε₃，ε₁、ε₂、ε₃依次对应为北斗B1信号在频率f₁上的噪声、北斗B2信号在频率f₂上的噪声、北斗B3信号在频率f₃上的噪声。

为得到第二周跳探测量和第三周跳探测量，给出如下第二或第三周跳探测量的计算式：

其中，第二或第三周跳探测量ΔN_ijk为N_ijk在相邻历元间的差值，第二周跳探测量对应第一无几何相位组合观测量的方程，第三周跳探测量对应第二无几何相位组合观测量的方程，ΔΦ_ijk为Φ_ijk在相邻历元间的差值，ΔI为I在相邻历元间的差值，Δε_ijk为ε_ijk在相邻历元间的差值。

为了能够准确的探测到北斗三频周跳，应该尽量减小电离层残差和噪声误差对组合观测量的影响，本发明的第一、第二组合系数的选择依据电离层系数ζ_ijk最小和噪声误差ε_ijk最小的原则进行选取。所形成的组合观测量系数最小，可以根据所处环境的不同选择合适的系数组合，在电离层影响较大，噪声以及多路径效应较小的区域，可以选择电离层系数较小噪声相对较小的组合来进行周跳的探测；在噪声以及多路径影响较大电离层影响较小的环境下，可以选择噪声影响较小的组合来进行周跳的探测；同时，在电离层影响和噪声以及多路径影响都相对较大的区域，例如极地环境下，可以选择电离层系数相对较小噪声以及多路径效应相对较小的组合来进行周跳的探测。通过程序实现，可以得到不同的系数组合得到的电离层系数和噪声对组合观测量的影响的大小。以i,j,k的搜索区间为[-10,10]进行搜索，步长为1，得到较优的电离层系数和噪声系数较小的组合，如表1所示的是不同组合系数对应的组合波长、电离层系数、噪声系数。

表1

为实现北斗三频周跳探测，需要采用三组观测量进行探测，载波相位组合只能得到两组线性无关的组合，根据上表得到的电离层系数和噪声系数的数值大小，利用电离层系数最小和噪声系数最小的原则，本发明采取(0,-1,1)作为第一组合系数和(1,0,-1)作为第二组合系数，通过(0,-1,1)和(0,-1,1)的组合来进行周跳探测，联合MW组合观测量、(0,-1,1)和(1,0,-1)组合对北斗三频信号上的周跳进行实时探测。

为实现周跳的判定，基于ΔN_ijk的表达式，根据误差传播定律可以得到在电离层延迟误差忽略的条件下，第一、第二设定阈值均表示为ζ*σ_ijk，ζ为常数，σ_ijk为第一周跳探测量和第二周跳探测量的估值的标准差，计算式如下：

其中，λ₁为北斗B1信号的波长，λ₂为北斗B2信号的波长，λ₃为北斗B3信号的波长；当ζ*σ_ijk为第一设定阈值时，i,j,k表示第一无几何相位组合观测量的第一组合系数，当ζ*σ_ijk为第二设定阈值时，i,j,k表示第二无几何相位组合观测量的第二组合系数；σ_φ为载波相位观测值的噪声。

综上所述，实现周跳判定的探测条件为：

第一模糊度差值的绝对值不等于零，判定式如下：

Round(|Nⁱ⁺¹-Nⁱ|)≠0

Round表示取整函数，将(|Nⁱ⁺¹-Nⁱ|))进行取整；

第二模糊度差值的绝对值大于或等于第一设定阈值，第三模糊度差值的绝对值大于或等于第二设定阈值，判定式如下：

|N_ijk(i+1)-N_ijk(i)|≥ζ*σ_ijk

其中，|N_ijk(i+1)-N_ijk(i)|表示模糊度差值的绝对值，ζ的大小决定了不敏感周跳的数目的多少，优选的，取3倍σ_ijk作为周跳探测的第一/第二设定阈值，能有效减少不敏感周跳的数目，同时能够减少漏探的周跳数目。

本发明采用B2和B3频点组成MW组合观测量和两个无几何相位组合观测量进行周跳探测，并最终实时确定周跳发生的位置和周跳的大小，降低了组合观测量的噪声，对于高噪声的环境下能够有效的探测出发生在北斗三频信号上的周跳。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种北斗三频周跳探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据伪距相位观测值数学模型，建立采用北斗B2和B3信号的MW组合观测量的方程，根据MW组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第一周跳探测量；

2)根据组合观测量的电离层系数最小和/或组合观测量的噪声最小，选取第一组合系数及第二组合系数，根据第一组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第一无几何相位组合观测量的方程，根据第一无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第二周跳探测量；

根据第二组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第二无几何相位组合观测量的方程，根据第二无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第三周跳探测量；

3)当第一周跳探测量的绝对值不等于零，第二周跳探测量的绝对值大于或等于第一设定阈值，第三周跳探测量的绝对值大于或等于第二设定阈值时，判定发生周跳。

2.根据权利要求1所述的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，所述MW组合观测量的方程如下：

其中，Φ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合观测量，Φ_f2为北斗B2信号的载波相位观测值，Φ_f3为北斗B3信号的载波相位观测值，f₂为北斗B2信号的频率，f₃为北斗B3信号的频率，P_f2为北斗B2信号的伪距观测值，P_f3为北斗B3信号的伪距观测值，λ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合波长，N2为北斗B2信号在频率f₂上的整周模糊度，N3为北斗B3信号在频率f₃上的整周模糊度，η为MW组合观测量的电离层延迟放大系数，I为电离层延迟误差，ε₂₃为MW组合观测量的噪声。

3.根据权利要求2所述的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，所述第一周跳探测量如下：

其中，ΔN_MW23为第一周跳探测量，根据MW组合观测量的方程得到的模糊度差值，ΔN₂为N2在相邻历元间的差值，ΔN₃为N₃在相邻历元间的差值，ΔΦ_f2为Φ_f2在相邻历元间的差值，ΔΦ_f3为Φ_f3在相邻历元间的差值，ΔP_f2为P_f2在相邻历元间的差值，ΔP_f3为P_f3在相邻历元间的差值，ΔI为I在相邻历元间的差值，Δε₂₃为ε₂₃在相邻历元间的差值。

4.根据权利要求1所述的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，第一或第二无几何相位组合观测量的方程如下：

λ_ijk*Φ_ijk＝(ρ+c*δt_r-c*δt^S)-ζ_ijk*I+λ_ijk*N_ijk+ε_ijk

其中，ijk表示第一无几何相位组合观测量的第一组合系数，或第二无几何相位组合观测量的第二组合系数，i,j,k均取整且i+j+k＝0；λ_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的波长，λ₁为北斗B1信号的波长，λ₂为北斗B2信号的波长，λ₃为北斗B3信号的波长；Φ_ijk为相应第一或第二无几何相位组合观测量，ρ为卫星到接收机之间的几何距离，c为光速，δt_r为接收机钟差，δt^S为卫星钟差，ζ_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的电离层系数，f₁、f₂、f₃依次对应为北斗B1信号的频率、北斗B2信号的频率、北斗B3信号的频率，I为电离层延迟误差，N_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的整周模糊度，N_ijk＝i*N₁+j*N₂+k*N₃，N₁、N₂、N₃依次对应为北斗B1信号在频率f₁上的整周模糊度、北斗B2信号在频率f₂上的整周模糊度、北斗B3信号在频率f₃上的整周模糊度，ε_ijk为第一或第二无几何相位组合观测量的噪声误差，ε_ijk＝j*ε₁+j*ε₂+k*ε₃，ε₁、ε₂、ε₃依次对应为北斗B1信号在频率f₁上的噪声、北斗B2信号在频率f₂上的噪声、北斗B3信号在频率f₃上的噪声。

5.根据权利要求4所述的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，对应所述第一或第二无几何相位组合观测量的方程，第二或第三周跳探测量如下：

其中，第二或第三周跳探测量ΔN_ijk为N_ijk在相邻历元间的差值，ΔΦ_ijk为Φ_ijk在相邻历元间的差值，ΔI为I在相邻历元间的差值，Δε_ijk为ε_ijk在相邻历元间的差值。

6.根据权利要求4所述的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，第一组合系数为(0,-1,1)，第二组合系数为(1,0,-1)。

7.根据权利要求1所述的北斗三频周跳探测方法，其特征在于，步骤3)中的第一、第二设定阈值均表示为ζ*σ_ijk，ζ为常数，σ_ijk为第一周跳探测量和第二周跳探测量的估值的标准差，计算式如下：

其中，λ₁为北斗B1信号的波长，λ₂为北斗B2信号的波长，λ₃为北斗B3信号的波长；当ζ*σ_ijk为第一设定阈值时，ijk表示第一无几何相位组合观测量的第一组合系数，当ζ*σ_ijk为第二设定阈值时，ijk表示第二无几何相位组合观测量的第二组合系数；σ_φ为载波相位观测值的噪声。

8.一种北斗三频周跳探测装置，其特征在于，包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

1)根据伪距相位观测值数学模型，建立采用北斗B2和B3信号的MW组合观测量的方程，根据MW组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第一周跳探测量；

2)根据组合观测量的电离层系数最小和/或组合观测量的噪声最小，选取第一组合系数及第二组合系数，根据第一组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第一无几何相位组合观测量的方程，根据第一无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第二周跳探测量；

根据第二组合系数建立北斗B1、B2和B3信号的第二无几何相位组合观测量的方程，根据第二无几何相位组合观测量的方程获取模糊度值并对模糊度值在历元间进行差分，得到模糊度值的差值作为第三周跳探测量；

3)当第一周跳探测量的绝对值不等于零，第二周跳探测量的绝对值大于或等于第一设定阈值，第三周跳探测量的绝对值大于或等于第二设定阈值时，判定发生周跳。

9.根据权利要求8所述的北斗三频周跳探测装置，其特征在于，所述MW组合观测量的方程如下：

其中，Φ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合观测量，Φ_f2为北斗B2信号的载波相位观测值，Φ_f3为北斗B3信号的载波相位观测值，f₂为北斗B2信号的频率，f₃为北斗B3信号的频率，P_f2为北斗B2信号的伪距观测值，P_f3为北斗B3信号的伪距观测值，λ_MW23为北斗B2和B3信号的MW组合波长，N2为北斗B2信号在频率f₂上的整周模糊度，N3为北斗B3信号在频率f₃上的整周模糊度，η为MW组合观测量的电离层延迟放大系数，I为电离层延迟误差，ε₂₃为MW组合观测量的噪声。

10.根据权利要求9所述的北斗三频周跳探测装置，其特征在于，所述第一周跳探测量如下：

其中，ΔN_MW23为第一周跳探测量，根据MW组合观测量的方程得到的模糊度差值，ΔN₂为N2在相邻历元间的差值，ΔN₃为N₃在相邻历元间的差值，ΔΦ_f2为Φ_f2在相邻历元间的差值，ΔΦ_f3为Φ_f3在相邻历元间的差值，ΔP_f2为P_f2在相邻历元间的差值，ΔP_f3为P_f3在相邻历元间的差值，ΔI为I在相邻历元间的差值，Δε₂₃为ε₂₃在相邻历元间的差值。