一种基于灰色Verhulst动态模型的周跳探测修复方法

    专利查询2026-02-19  17


    本发明提供了一种基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,涉及卫星导航周跳信号处理。


    背景技术:

    1、在卫星导航定位数据预处理过程中,周跳的检测和修复向来是其中的重点和难点问题。由于卫星信号被遮挡或电子干扰等原因引起的暂时性卫星失锁,使得接收器中的计数器在累积操作期间产生中断,导致相位整周数的跳跃或中断。而不到一周的小数值保持不变。其中整周数的跳变即为周跳。目前处理单频周跳的方法有很多:伪距相位法,利用伪距和载波相位构成观测量,方法简单,可以消除部分误差,但受噪声影响,只能探测大周跳;多普勒积分法,在没有周跳的情况下,历元间多普勒的积分值就等于载波相位的变化值,利用多普勒值与载波相位构成观测量可以探测小周跳,但受频率间隔影响;高差次法,对相邻两个观测值求差,若发生周跳,则差值的误差会随着作差次数越来越大,但对小周跳以及连续周跳检测不明显。本发明提出一种基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,该方法通过灰色verhulst动态模型对传统伪距相位结合法所构造的周跳检验量进行预测,并将实际值与预测值作差,对此差值进行检验,从而判断当前历元是否有周跳发生。


    技术实现思路

    1、基于以上技术问题,本发明提供了一种基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法。

    2、为实现上述目的,本发明提供了一种基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,包括以下步骤:

    3、步骤一:输入原始观测数据序列x(0),将原始观测数据序列x(0)中的每一个值都减去此序列的最小值min(x),得到非负的数据序列,并将此序列作为灰色verhulst模型的原始数据序列;

    4、对非负原始数据序列进行一次累加得到累加序列x(1);

    5、并对累加序列x(1)的相邻的两个值求一次均值,得到紧邻生成序列z(1);

    6、步骤二:设对原始数据序列进行滑动窗口处理,令滑动窗口的长度为l(l<n),预测阶数为f,窗口滑动次数为m(m=1,2,…m,m=n+f),

    7、步骤三:建立灰色verhulst模型,在灰色系统理论中的白化方程为:

    8、

    9、为了更合理将x(1)修正为z(1)

    10、

    11、步骤四:对此白化方程对应的解进行离散化处理及变换,同时令初始值为累加序列初始值:

    12、利用最小二乘法求得灰色参数a,b;

    13、解灰色verhulst模型得出预测值;

    14、步骤五:得出预测序列对其累减即可得到还原预测序列;

    15、将滑动结束后获得的所有预测值序列组成矩阵,将对角矩阵每列的非0元素求均值,再加上减去原始数据序列的最小值min(x)即可得到模型最终的预测值序列。

    16、步骤六:将最终的还原预测值与原始观测数据作差,若差值超过不阈值(设为3倍原始观测数据的标准差),则判定当前历元无周跳发生;若差值的绝对值大于或等与阈值,认为当前历元发生周跳,用还原预测值代替原始观测数据进行修复。

    17、本发明的一种基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,以灰色verhulst模型为基础,新增动态模型,并与周跳探测的方法组合起来。通过灰色verhulst动态模型,将得出的预测序列按矩阵组合起来,再求其每列非零均值,可得到每个历元时刻的预测均值,比普通的灰色verhulst模型的预测值精度更高,误差更小,可探测出小至1周的周跳。通过与原始观测数据作差,若差值不超过阈值(设为3倍原始观测数据的标准差),则判定当前历元无周跳发生;若差值的绝对值大于或等与阈值,认为当前历元发生周跳,用还原预测值代替原始观测数据进行修复。



    技术特征:

    1.一种基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,其特征在于,所述步骤一具体为:

    3.如权利要求2所述的基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,其特征在于:

    4.如权利要求1所述的基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,其特征在于,所述步骤二具体为:

    5.如权利要求3所述的基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,其特征在于:

    6.如权利要求1所述的基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,其特征在于,所述步骤四具体为:

    7.如权利要求1所述的基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,其特征在于,所述步骤五具体为:

    8.如权利要求1所述的基于灰色verhulst动态模型的周跳探测修复方法,其特征在于,所述步骤六具体为:


    技术总结
    本发明提供了一种基于灰色Verhulst动态模型的周跳探测修复方法,涉及卫星导航周跳信号处理技术领域。包括:输入原始观测数据序列,并将此序列中的每一个值都减去此序列的最小值,以保证得到非负序列,并将此序列作为灰色Verhulst模型的原始数据序列;设定灰色Verhulst动态模型的滑动窗口,对原始数据序列进行灰色Verhulst建模,计算每个历元的预测值以及原始观测数据序列的标准差;在滑动结束后获得的所有预测值序列组成矩阵,将对角矩阵每列的非0元素求均值即可得到模型最终的预测值序列;将预测值加上序列的最小值得到此历元的还原预测值,将还原预测序列与原始观测数据序列进行比较,若其差大于原始观测数据序列的M标准差,则判断发生周跳,用还原预测值进行修复。

    技术研发人员:纪元法,肖俊,孙希延,付文涛,梁维彬,贾茜子,赵松克,白杨,严素清
    受保护的技术使用者:桂林电子科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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