全球导航卫星系统(GNSS)接收机接收卫星发射信号过程中,随着观测时间的变化,GNSS的载波相位观测量也会改变,载波相位观测量是一种时间序列,作为时间的函数,相位观测值呈现为随时间变化的光滑曲线。卫星在空间的运行轨迹是一条平滑的曲线,因而载波相位的观测值的变化也是平缓而有规律的。周跳将破坏这种规律使观测值产生系统性的偏差。鉴于整周模糊度和时间不相关,如果存在周跳,就会破坏该曲线的光滑性,而且从周跳发生时刻开始,其后的相位观测值序列都会相继产生等量跃迁。
周跳探测的基本原理是利用观测值间的线性组合构造检测量进行周跳探测,可大致分为两类,一类是基于载波相位观测值的线性组合观测值进行周跳探测,另一类是构造相位伪距无几何距离的线性组合观测值进行周跳探测。其基本思路是通过GNSS观测数据获取一个检测量的时间序列,这个序列随时间的变化应该是平滑的。当检测量的变化在指定的标准之内时,认为此处数据没有发生周跳;若超出指标,则认为数据有可能发生周跳,进一步判断是否发生了周跳,如果发生周跳则需要找出产生周跳的具体位置以及具体的周跳数。
周跳探测和修复的常用方法:高次差法、多项式拟合法、星间求差法、双频观测值修复周跳法。
根据周跳的定义表述,产生周跳的观测值中都会含有一个偏差,使得观测值发生错误,进而不能精确定位。因此,周跳探测是否正确十分重要,一旦无法探测出周跳,观测值中即会存在偏差,导致无法正确解算整周模糊度和实现精确定位。