CN110749912B - 周跳探测方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

周跳探测方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种周跳探测方法、装置、设备和存储介质。该方法包括：获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。通过上述技术方案，实现了基于多频率卫星信号探测载波相位观测量的周跳，提高了周跳探测的准确性和效率。

Description

周跳探测方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及导航定位技术，尤其涉及一种周跳探测方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)现代化的建设的发展，各导航卫星导航系统的卫星信号的频率也逐渐增加，除格洛纳斯(GLONASS)外，其他三个全球卫星导航系统均包含三个及以上的频率，同时多模多频已逐渐成为定位和导航等应用的主流。
在GNSS技术的载波相位测量中，由于卫星信号失锁等原因导致载波相位观测量的整周计数出现跳变，该跳跃称为周跳。周跳作为GNSS精密数据处理的一个重要改正项，其准确探测与修复是后续模糊度固定的重要保障。
目前针对周跳探测的方法主要集中为双频或三频，若使用超过三个频率的数据，如伽利略卫星导航系统(Galileo)的五频，北斗卫星导航系统第三代的五频，则无法同时利用多个频率进行周跳探测或者需要进行不同频率的观测值的重新组合。另外，目前的同时利用三个频率进行周跳探测的方法中，大多需要确定宽巷和超宽巷的模糊度，进而利用宽巷和超宽巷的模糊度来探测周跳，这样当宽巷和超宽巷的模糊度不正确时，将会导致周跳探测失败。
发明内容
本发明实施例提供一种周跳探测方法、装置、设备和存储介质，以实现基于多频率卫星信号探测载波相位观测量的周跳，提高了周跳探测的准确性和效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种周跳探测方法，包括：
获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；
对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。
第二方面，本发明实施例还提供了一种周跳探测装置，该装置包括：
观测值获取模块，用于获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；
组合观测值生成模块，用于对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
周跳检验量确定模块，用于依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
周跳探测模块，用于依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的周跳探测方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的周跳探测方法。
本发明实施例通过获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。实现了仅通过两个连续历元的多个频率的观测值的组合来同时探测各个频率上的周跳，避免了宽巷、超宽巷模糊度不准确而导致的周跳探测失败的问题，提高了周跳探测的准确性和效率。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种周跳探测方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种周跳探测方法的流程图；
图3是本发明实施例三中的一种周跳探测装置的结构示意图；
图4是本发明实施例四中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
本实施例提供的周跳探测方法可适用于基于载波相位测量原理进行定位或导航的场景中的周跳探测，尤其适用于利用多个频率进行周跳探测的情况。该方法可以由周跳探测装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在具有定位和导航功能的电子设备中，例如手机、智能手表、平板电脑、便携式笔记本电脑、RTK等卫星信号接收机等。参见图1，本实施例的方法具体包括如下步骤：
S110、获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值。
其中，频率是指卫星导航定位系统中卫星信号的频率。多个频率可以是大于或等于2个的频率。示例性地，所述频率的数量大于或等于三个。即多个频率指大于或等于3个频率。一次周跳探测中所涉及的频率越多，便可同时探测更多的频率上的周跳，提高了周跳探测的效率，并且，多频率可缩短周跳探测所需历元数，可提高周跳探测的实时性。需要说明的是，多个频率可以是同一个卫星系统中的不同频率，也可以是不同的卫星系统中的不同频率。
具体地，周跳探测需要利用卫星信号对应的观测值。本发明实施例中利用相邻历元间观测值的差分进行周跳探测，故需要获取连续的两个历元的观测值。同时，周跳存在于载波相位测量中，故观测值中至少要包含相位观测值。另外，相关技术中，因频率数量不同而设置不同的周跳探测方法，并且频率数量基本为双频或三频，无法同时探测更多数量的频率上的周跳，故本发明实施例中利用观测值组合的方式，来兼容两个及以上的频率的周跳探测，既能统一周跳探测方法，且方法简单，又能同时探测多个频率上的周跳。具体实施时，获取每个历元能够接收到的卫星信号，这些卫星信号中包含多个频率的观测值。
需要说明的是，在系统启动开始定位初期，需要接收多个历元的观测值进行周跳探测，而之后便只需要相邻两个历元的观测值来探测后一个历元的不同频率上的周跳。
S120、对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值。
其中，第一历元组合观测值和第二历元组合观测值分别是指两个历元中前一个历元和后一个历元对应的观测值的组合结果。第一历元组合观测值和第二历元组合观测值的组合形式和组合系数是一致的，本发明实施例中将阐述其中一个历元的观测值组合过程，另一个历元的观测值组合过程相同。
具体地，针对每个历元，可以将多个频率的观测值按照某种组合形式(如线性或者非线性)进行组合，观测值的组合可以消除观测值中的一些信息或误差项，例如卫地距或电离层延迟等，从而可以减少组合观测值中的误差源，使得组合观测值中保留的信息更适合周跳的探测。当确定了组合形式之后，还需要设置约束条件，以求解组合系数。可以理解的是，不同卫星系统中不同频率的观测值的组合，即便是相同的组合形式，其组合系数也可能不同。还需说明的是，对于某一卫星系统、频率和组合形式，只要求解过其组合系数，便可以保存该组合系数，以供后续相同情境下直接调用保存的组合系数，能够进一步提高周跳探测的效率。
具体的观测值组合形式可以是伪距观测值与相位观测值的组合。由于伪距观测值的误差一般较大，从而使得组合观测值的噪声较大，故伪距观测值和相位观测值的组合，更加适合于探测较大的周跳。观测值组合形式也可以仅是相位观测值的组合。因为相位观测值的测距精度较高，故可以利用相位观测值的组合来探测更小的周跳。示例性地，对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值包括：将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值。
S130、依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平。
其中，周跳检验量是用于探测周跳的变量。置信水平是假设检验中的显著性水平，其用于判定假设检验是否成立。
具体地，本发明实施例中通过假设检验的方式来判断各频率上是否存在周跳。假设检验需要确定用于检验的变量，即周跳检验量，以及置信水平。本实施例中首先根据第一历元组合观测值和第二历元组合观测值确定出周跳检验量，例如将两个历元的组合观测值的差分作为周跳检验量。之后，根据周跳检验量确定置信水平，例如根据周跳检验量的方差或者中误差等确定出置信水平。
示例性地，依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平包括：将所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值的差分作为所述周跳检验量；基于误差传播定律，依据每个所述历元的各所述观测值的观测精度方差和所述组合系数，确定所述周跳检验量的中误差，并将设定倍数的中误差作为所述置信水平。
其中，设定倍数是根据中误差确定置信水平的预先设定的倍数值，其为经验设定。示例性地，所述设定倍数为3或4。
本实施例中将第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值的差分量作为所述周跳检验量。另外，基于误差传播定律，依据每个所述历元的各所述观测值的观测精度方差和所述组合系数，确定相应历元的组合观测值方差，即第一历元组合观测值方差和第二历元组合观测值方差；之后，依据所述第一历元组合观测值方差和所述第二历元组合观测值方差，确定所述周跳检验量的方差；最后，依据所述周跳检验量的方差确定所述周跳检验量的中误差，并将设定倍数的中误差作为所述置信水平。这样设置的好处在于，能够简化周跳检验量和置信水平的确定过程，从而进一步提高周跳探测效率。
S140、依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。
具体地，本实施例可以根据观测值的组合形式来设定不同的假设，例如假设某一频率上不存在周跳，或者假设所有频率上不存在周跳等。之后，在该假设的前提下，计算周跳检验量的值，并将周跳检验量的值与置信水平进行比较，以此来判断假设是否成立。如果假设不成立，那么说明假设的频率上存在周跳；如果假设成立，但是还有其他类型的周跳(如大周跳、小周跳或各频率上的相同周跳等)未探测，则无法说明假设的频率上是否存在周跳，还需进行其他类型的周跳的探测，该其他类型的周跳探测的过程与S110～S140的过程基本一致，只是观测值的组合形式、组合系数和假设内容等有所变化；如果假设成立，且所有类型的周跳都已经探测过，则说明假设的频率上不存在周跳。
本实施例的技术方案，通过获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。实现了仅通过两个连续历元的多个频率的观测值的组合来同时探测各个频率上的周跳，避免了宽巷、超宽巷模糊度不准确而导致的周跳探测失败的问题，提高了周跳探测的准确性和效率。
实施例二
本实施例在上述实施例一的基础上，对“对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值”进行了进一步优化。在此基础上，还可以进一步对“依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳”进行优化。其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图2，本实施例提供的周跳探测方法包括：
S201、获取连续两个历元对应的多个频率的观测值。
S202、针对每个所述频率，将每个所述历元中的所述频率的相位观测值与相应历元中的各所述频率的伪距观测值组合，并依据组合系数的和为零、组合观测值噪声最小和降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成所述频率对应的第一历元组合观测值和第二历元组合观测值。
具体地，本实施例中在探测各频率上的大周跳时，可以逐个频率进行周跳探测。首先，将每个频率的相位观测值与所有频率的伪距观测值进行无几何距离观测值的组合，其实现可如公式(1)：
Figure BDA0002299574890000091
其中，L1i表示第i个频率的无几何距离观测值，n为多个频率的频率数量；ai表示第i个频率的相位观测值
Figure BDA0002299574890000092
的组合系数；bij表示第i个频率的第j个伪距观测值Pj的组合系数；D表示与频率无关的项，包括卫地距、钟差改正及对流层延迟等；I为频率f1的电离层延迟；ri表示第i个频率的电离层延迟的频率变换系数，
Figure BDA0002299574890000093
Ni为第i个频率的整周模糊度；
Figure BDA0002299574890000094
分别为第i个频率上的第j个伪距观测值Pj和相位观测值
Figure BDA0002299574890000095
的观测噪声。
例如，当S201中确定了三个频率的相位观测值和伪距观测值时，该操作中会获得3个无几何距离观测值L11、L12和L13，每个组合观测值中涉及1个相位观测值和3个伪距观测值。
对公式(1)进行变量替换，可获得如公式(2)所示的无几何距离观测值L1i：
Figure BDA0002299574890000101
之后，根据依据组合系数的和为零、组合观测值噪声最小和降低建模偏差的约束条件确定组合系数。这里降低建模偏差是避免放大建模偏差的误差，本实施例中可以令所有伪距观测值的组合系数或者相位观测值的组合系数为1，从而约束所有的组合系数的大小。具体的组合系数的求解实现可如公式(3)：
Figure BDA0002299574890000102
其中，
Figure BDA0002299574890000103
分别表示相位观测值
Figure BDA0002299574890000104
和伪距观测值Pj的观测噪声的方差。
通过公式(2)的求解，可获得公式(2)中各组合系数(即ai和bij)的值。针对每个历元均进行上述操作，便可获得第一个历元的无几何距离观测值(即第一历元组合观测值)L1i(t-1)和第二个历元的无几何距离观测值(即第二历元组合观测值)L1i(t)。
S203、依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平。
具体地，周跳检验量
Figure BDA0002299574890000105
根据周跳检验量的表达式可见，周跳的探测主要受电离层变化和观测噪声的影响。一般情况下，电离层延迟的历元间差分变量可认为是与时间和观测噪声等变量相独立的、均值为零的随机值，而观测噪声的方差可根据实测一段数据进行计算，如GPS一般可设为3mm。如此，如果不存在周跳，则周跳检验量的数值会很小；反之，如果存在周跳，则周跳检验量的数值会很大。所以，可以根据周跳检验量来探测频率i上是否存在周跳。
Figure BDA0002299574890000111
则周跳检验量
Figure BDA0002299574890000112
的方差可表示为公式(4)，进而置信水平可表示为
Figure BDA0002299574890000113
Figure BDA0002299574890000114
其中，
Figure BDA0002299574890000115
x和
Figure BDA0002299574890000116
分别表示第i个频率的无几何距离观测值的方差、电离层延迟的历元间差分变量的方差、设定倍数以及第i个频率的周跳检验量的中误差。
S204、针对每个所述频率，当假设所述频率不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的所述频率中存在周跳。
具体地，上述各频率的无几何距离观测值是相互独立的，故本实施例可以逐个频率进行大周跳探测。具体实施时，假设频率i上不存在周跳，即公式(5)：
H0:ΔNi＝0 (5)
那么，如果周跳检验量的绝对值大于置信水平，即满足公式(6)，
Figure BDA0002299574890000117
则拒绝假设，即在频率i上存在周跳。反之，并不能说明该频率i上不存在大周跳，需要进一步探测。
需要理解的是，由于伪距观测值的引入，使组合观测值噪声偏大，如GPS三频组合后，其
Figure BDA0002299574890000118
因此只能探测一些较大的周跳。应当说明的是，针对每个频率均进行S202～S204的处理，则可探测每个频率上是否存在大周跳。
S205、将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并依据组合系数的和为零、消除电离层延迟和降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值。
具体地，为探测较小的周跳，仅用相位观测值组成相位无几何距离观测值，可表示为公式(7)：
Figure BDA0002299574890000121
其中，L2表示相位无几何距离观测值，di表示第i个频率的相位观测值
Figure BDA0002299574890000122
的组合系数。
之后，以组合系数的和为零、消除电离层延迟和降低建模偏差为约束条件(见公式(8))，求解公式(7)中的组合系数。
Figure BDA0002299574890000123
针对每个历元均进行上述操作，便可获得第一个历元的相位无几何距离观测值(即第一历元组合观测值)L2(t-1)和第二个历元的相位无几何距离观测值(即第二历元组合观测值)L2(t)。
S206、依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平。
具体地，参见S203，可确定周跳检验量
Figure BDA0002299574890000124
置信水平为
Figure BDA0002299574890000125
S207、当假设各所述频率均不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中存在周跳。
具体地，由于在该相位无几何距离观测值中各个频率的相位不再独立，因此假设各个频率的相位观测值上均不存在周跳，即：
H0:ΔN1＝ΔN2＝…＝ΔNn＝0 (9)
那么，如果周跳检验量的绝对值大于置信水平，即满足公式(10)，
Figure BDA0002299574890000131
则拒绝假设，即该历元t上的各频率上存在小周跳。反之，并不能说明各频率上不存在周跳，可以进一步探测。
S208、将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并依据组合系数的和为零、历元间电离层延迟变量的延迟系数最小且发生最小跳变时所述延迟系数的平方的比例最大化、以及降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值。
具体地，除了大周跳和小周跳之外，还存在一种特殊的周跳，即各频率上存在相同的周跳，该类周跳无法通过上述的任一方式来探测，故本实施例中由相位观测值组成一种特定的无几何距离观测值，如式(11)所示：
Figure BDA0002299574890000132
其中，L3表示特定的无几何距离观测值。
该公式(11)与公式(7)的区别在于组合系数的解算。该特定的无几何距离观测值的组合不再消除电离层延迟，而是使历元间电离层延迟变量系数最小，从而使发生最小跳变时其平方的比例最大化。因此以组合系数的和为零、历元间电离层延迟变量的延迟系数最小且发生最小跳变时所述延迟系数的平方的比例最大化、以及降低建模偏差为约束条件(见公式(12))，求解公式(11)的定组合系数，其中，λi和
Figure BDA0002299574890000133
分别表示第i个频率的波长，以及特定的无几何距离观测值的方差。
Figure BDA0002299574890000141
针对每个历元均进行上述操作，便可获得第一个历元的特定的无几何距离观测值(即第一历元组合观测值)L3(t-1)和第二个历元的相位无几何距离观测值(即第二历元组合观测值)L3(t)。
S209、依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平。
具体地，参见S203，可确定周跳检验量
Figure BDA0002299574890000144
置信水平为
Figure BDA0002299574890000142
S210、当假设各所述频率均不存在相同的周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中均存在相同的周跳。
具体地，由于在该特定的无几何距离观测值中各个频率的相位不再独立，且探测的是各频率上存在的相同的周跳，故假设各个频率的相位观测值上均不存在相同的周跳，即：
H0:ΔN＝0 (13)
那么，如果周跳检验量的绝对值大于置信水平，即满足公式(14)，
Figure BDA0002299574890000143
则拒绝假设，即该历元t上的各频率上存在相同的周跳。反之，经过上述所有步骤的操作，可以确定该历元t上不存在周跳。
以GPS三频为例，S205～S207的组合观测值的噪声在4-5mm，而S208～S210的组合观测值的噪声约为2.5mm，而三个频率上发生1周的周跳时也会导致8cm的跳变，因此本实施例的上述操作几乎可以探测所有的小周跳和特殊周跳。
需要说明的是，此处不限定S202～S204、S205～S207以及S208～S210的执行顺序，也不限定是否全部必须执行，只需确保三套方案中至少执行一套即可。例如，可以仅执行S202～S204，而不执行S205～S207和S208～S210，这样便可以探测每个频率上的大周跳；也可以仅执行S205～S207，而不执行S202～S204和S208～S210，这样便可探测多个频率中是否存在小周跳；也可以仅执行S208～S210，而不执行S202～S204和S205～S207，这样便可探测特殊周跳，即各频率上存在的相同的周跳。当然，也可以组合执行，以探测大周跳、小周跳和各频率上的相同周跳中的至少两种周跳。当三套方案全部执行时，便可实现各种周跳类型的完整探测。
本实施例的技术方案，通过将伪距观测值和相位观测值进行组合，实现了每个频率上的大周跳的探测。通过将不同频率上的相位观测值进行组合，且以消除电离层延迟为约束条件来求解组合系数，实现了各频率上的小周跳的探测。通过将不同频率上的相位观测值进行组合，且以历元间电离层延迟变量的延迟系数最小且发生最小跳变时所述延迟系数的平方的比例最大化为约束条件来求解组合系数，实现了各频率上的相同的特殊周跳的探测。通过三种周跳探测方式中的任一方式，可以探测不同类型的周跳；通过三种周跳探测方式的任意组合，可以进行更加全面的周跳探测，进一步提升周跳探测准确性和效率。
实施例三
本实施例提供一种周跳探测装置，参见图3，该装置具体包括：
观测值获取模块310，用于获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；
组合观测值生成模块320，用于对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
周跳检验量确定模块330，用于依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
周跳探测模块340，用于依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。
可选地，周跳检验量确定模块330具体用于：
将所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值的差分作为所述周跳检验量；
基于误差传播定律，依据每个所述历元的各所述观测值的观测精度方差和所述组合系数，确定所述周跳检验量的中误差，并将设定倍数的中误差作为所述置信水平。
可选地，组合观测值生成模块320具体用于：
针对每个所述频率，将每个所述历元中的所述频率的相位观测值与相应历元中的各所述频率的伪距观测值组合，并依据组合系数的和为零、组合观测值噪声最小和降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成所述频率对应的第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
相应地，周跳探测模块340具体用于：
针对每个所述频率，当假设所述频率不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的所述频率中存在周跳。
可选地，组合观测值生成模块320具体用于：
将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值。
进一步地，组合观测值生成模块320还具体用于：
依据组合系数的和为零、消除电离层延迟和降低建模偏差的约束条件确定组合系数；
相应地，周跳探测模块340具体用于：
当假设各所述频率均不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中存在周跳。
进一步地，组合观测值生成模块320还具体用于：
依据组合系数的和为零、历元间电离层延迟变量的延迟系数最小且发生最小跳变时所述延迟系数的平方的比例最大化、以及降低建模偏差的约束条件确定组合系数；
相应地，周跳探测模块340具体用于：
当假设各所述频率均不存在相同的周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中均存在相同的周跳。
可选地，所述频率的数量大于或等于三个；所述设定倍数为3或4。
可选地，在上述装置的基础上，该装置还包括组合周跳探测模块，用于：
在针对每个所述频率，当假设所述频率不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的所述频率中存在周跳之后，将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并依据组合系数的和为零、消除电离层延迟和降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
当假设各所述频率均不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中存在周跳；和/或，
将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并依据组合系数的和为零、历元间电离层延迟变量的延迟系数最小且发生最小跳变时所述延迟系数的平方的比例最大化、以及降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
当假设各所述频率均不存在相同的周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中均存在相同的周跳。
通过本发明实施例三的一种周跳探测装置，实现了仅通过两个连续历元的多个频率的观测值的组合来同时探测各个频率上的周跳，避免了宽巷、超宽巷模糊度不准确而导致的周跳探测失败的问题，提高了周跳探测的准确性和效率。
本发明实施例所提供的周跳探测装置可执行本发明任意实施例所提供的周跳探测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，上述周跳探测装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
实施例四
参见图4，本实施例提供了一种电子设备400，其包括：一个或多个处理器420；存储装置410，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器420执行，使得所述一个或多个处理器420实现本发明实施例所提供的周跳探测方法，包括：
获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；
对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。
当然，本领域技术人员可以理解，处理器420还可以实现本发明任意实施例所提供的周跳探测方法的技术方案。
图4显示的电子设备400仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，该电子设备400包括处理器420、存储装置410、输入装置430和输出装置440；电子设备中处理器420的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器420为例；电子设备中的处理器420、存储装置410、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线450连接为例。
存储装置410作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的周跳探测方法对应的程序指令/模块(例如，周跳探测装置中的观测值获取模块、组合观测值生成模块、周跳检验量确定模块和周跳探测模块)。
存储装置410可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置410可进一步包括相对于处理器420远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
实施例五
本实施例提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种周跳探测方法，该方法包括：
获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；
对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的周跳探测方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所提供的周跳探测方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种周跳探测方法，其特征在于，包括：
获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；
对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳；
所述对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值包括：
针对每个所述频率，将每个所述历元中的所述频率的相位观测值与相应历元中的各所述频率的伪距观测值组合，并依据组合系数的和为零、组合观测值噪声最小和降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成所述频率对应的第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
相应地，依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳包括：
针对每个所述频率，当假设所述频率不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的所述频率中存在周跳。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平包括：
将所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值的差分作为所述周跳检验量；
基于误差传播定律，依据每个所述历元的各所述观测值的观测精度方差和所述组合系数，确定所述周跳检验量的中误差，并将设定倍数的中误差作为所述置信水平。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值包括：将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定组合系数包括：
依据组合系数的和为零、消除电离层延迟和降低建模偏差的约束条件确定组合系数；
当假设各所述频率均不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中存在周跳。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定组合系数包括：
依据组合系数的和为零、历元间电离层延迟变量的延迟系数最小且发生最小跳变时所述延迟系数的平方的比例最大化、以及降低建模偏差的约束条件确定组合系数；
当假设各所述频率均不存在相同的周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中均存在相同的周跳。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在针对每个所述频率，当假设所述频率不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的所述频率中存在周跳之后，还包括：
将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并依据组合系数的和为零、消除电离层延迟和降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
当假设各所述频率均不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的各所述频率中存在周跳；和/或，
将每个所述历元的各频率对应的相位观测值组合，并依据组合系数的和为零、历元间电离层延迟变量的延迟系数最小且发生最小跳变时所述延迟系数的平方的比例最大化、以及降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值。
7.一种周跳探测装置，其特征在于，包括：
观测值获取模块，用于获取连续两个历元对应的多个频率的观测值，所述观测值包括相位观测值，或伪距观测值和相位观测值；
组合观测值生成模块，用于对每个所述历元的各所述观测值进行组合并确定组合系数，生成第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
周跳检验量确定模块，用于依据所述第一历元组合观测值和所述第二历元组合观测值，确定周跳检验量和置信水平；
周跳探测模块，用于依据所述周跳检验量和所述置信水平，判断各频率不存在周跳的假设检验是否成立，并根据判断结果确定第二历元中的各所述频率是否存在周跳；
组合观测值生成模块具体用于：
针对每个所述频率，将每个所述历元中的所述频率的相位观测值与相应历元中的各所述频率的伪距观测值组合，并依据组合系数的和为零、组合观测值噪声最小和降低建模偏差的约束条件确定组合系数，生成所述频率对应的第一历元组合观测值和第二历元组合观测值；
相应地，周跳探测模块具体用于：
针对每个所述频率，当假设所述频率不存在周跳，且所述周跳检验量的绝对值大于所述置信水平时，确定所述第二历元中的所述频率中存在周跳。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的周跳探测方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的周跳探测方法。
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