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三频/多频信号是未来GNSS技术发展的趋势,随着BDS系统全面进入全球服务新阶段,BDS系统已成为全球第一个全星座播发三频/多频信号的卫星导航系统,充分发挥该系统优势将有助于BDS系统进一步提升PNT服务质量,扩大全球市场份额。基于上述分析,本文对BDS全星座三频数据数据质量及数据预处理阶段关键算法进行研究,主要内容及创新点如下:(1)BDS全星座观测数据质量评估PNT服务的优质高效来源于可靠的观测数据,未知参数的最优估计依赖于精确的随机模型。本文选择数据完整率、信噪比、接收机钟跳、一阶电离层延迟变化四项指标评估BDS三频/多频数据的可靠性,利用BDS实测高频数据评估伪距与相位观测噪声,为BDS高精度随机模型的构建提供数据参考。(2)基于卫星高度角优化BDS伪距-相位组合三频周跳探测方法本文提出了一种改进的BDS三频周跳算法,通过构建三种不同波长的组合(超宽巷/宽巷/窄巷)实现BDS三频周跳实时探测与修复,并通过实测数据验证该方法的有效性。为提高周跳探测的准确性,通过原始三频数据估算一阶电离层残差值,并基于一阶电离层二次差进行修正,进而准确确定窄巷组合周跳探测量。为保证周跳修复的可靠性,基于卫星高度角建立周跳修复成功率概率统计模型,确定周跳修复的高度角理论阈值,并通过实测数据予以实践验证。(3)顾及Doppler信息改进BDS伪距-相位组合三频周跳探测方法Doppler信息不因载波相位发生周跳而发生变化,当观测数据采样频率较高时,Doppler信息可有效应用于周跳探测。当采样频率降低时,由于Doppler累积误差逐渐增大,难以直接采用Doppler值探测与修复周跳,但可作为辅助信息改善伪距观测值的精度。本文提出了一种改进的BDS伪距-相位组合三频周跳探测方法,该方法首先基于一阶电离层膨胀因子与噪声膨胀因子择优选择超宽巷与宽巷组合;再利用Doppler信息平滑伪距观测量,基于修正伪距与相位观测量构建窄巷组合,并通过非线性约束条件确定组合系数;最后利用三组独立的组合周跳探测量,通过矩阵运算进行三频周跳修复。(4)顾及SNR数据的多径效应探测方法多径效应具有时变特性,且与测量环境密切相关,难以通过传统方法予以有效探测。由于多径信号会导致接收机获取的合成信号的质量发生改变,相应频点SNR值也随之改变。本文基于BDS不同频点SNR单次差序列建立探测模型,并通过开阔环境观测数据设定探测阈值。采用多径环境实测数据对该方法的有效性进行验证,结果表明,该探测模型可实现BDS三频多径效应的实时探测,可有效应用于BDS三频数据预处理领域。