[發明專利]一種GNSS三頻動對動定位方法

有效

• 申請號: 200910273365.0
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101710179A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 張小紅;于興旺
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S19/01
• 分類號: G01S19/01;G01S19/44
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 嚴彥;馮衛平

技術領域

本發明屬于衛星導航定位技術領域，尤其是GNSS三頻動對動定位方法。

背景技術

全球導航衛星系統(GNSS)載波相位差分動態定位技術可以達到厘米級的 精度，廣泛應用于高精度導航定位領域中。但是傳統意義上的“靜-動”模式的差 分動態定位需要一個坐標已知的靜態參考站，流動觀測站與靜態參考站形成差 分模式從而獲得流動觀測站位置。而在很多場合，需要關心的是兩個運動載體 的相對位置，如空中加油、編隊飛行、航空器對接、精密定姿等。例如圖1所示， 可利用GNSS動對動定位，通過衛星提供的載波信號確定兩架飛機精確的相對位 置關系。

這類沒有靜止參考站的動態相位定位問題，稱之為“動對動定位”，動對動定 位有著廣泛的應用前景，但是國內對于動對動導航定位技術研究尚存在空白。 GNSS載波相位差分動態定位達到厘米級精度，需要獲得可靠的載波相位整周模 糊度，美國GPS現代化后將為其用戶提供三個頻率的衛星信號，三個頻率可以增 加觀測值的個數，獲得更多三頻組合無電離層、長波長且低噪聲載波的虛擬觀 測值，為整周模糊度解算提供新方法，減少整周模糊度固定時間，提高其成功 率，目前國內外對于三頻模糊度固定方法研究主要有：伍岳，第二代衛星導航 系統多頻數據處理理論及應用[D].武漢大學.2005；Yanming?Feng，Chris?Rizos. Geometry-Based?TCAR?Models?and?Performance?Analysis[J].IUGG?2007，.July 2-13，Perugia，Italy；Wentao?Zhang.Triple?Frequency?Cascading?Ambiguity Resolution?for?Modernized?GPS?and?GALILEO[D].Calgary.2005；A?New Three-Frequency，Geometry-Free?Technique?for?Ambiguity?Resolution[C].Proc?of ION?GNSS?2006，P309-316，26-29?Sept，Fort?Worth，TX.。對于以上三頻模糊度固 定方法，采用Geometry-free?TCAR或Geometry-Based?TCAR技術解算全部的整周 模糊度，但是這兩種技術存在問題是當觀測條件較差，或觀測衛星個數較多時， 解算所有的整周模糊度值會失敗。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術缺陷，提供一種新的GNSS三頻動對動定位 方法。

本發明所提供GNSS三頻動對動定位方法，技術方案如下：

在起始歷元中，執行以下步驟，

步驟1，將兩個運動載體作為流動觀測站，對兩個流動觀測站原始觀測所得三頻 GNSS數據進行預處理；

步驟2，根據步驟1所得預處理后的三頻GNSS數據，通過三頻精密單點定位獲 得兩個流動觀測站的坐標；

步驟3，設兩個流動觀測站中任一為三頻雙差定位的參考站，根據步驟2所得兩 個流動觀測站的坐標，通過三頻雙差定位求解兩個流動觀測站的基線分量以及 雙差載波相位的整周模糊度；

在后續歷元中，對兩個流動觀測站原始觀測所得三頻GNSS數據進行預處理， 根據預處理后的三頻GNSS數據，通過三頻精密單點定位獲得兩個流動觀測站的 坐標，并以起始歷元中的步驟3所得求解結果作為三頻精密單點定位的約束條 件。

而且，所述對兩個流動觀測站原始觀測所得三頻GNSS數據進行預處理，包 括采用三個三頻無電離層、長波長且低噪聲載波的不相關組合觀測值，對兩個 流動觀測站原始觀測所得三頻GNSS數據進行周跳探測與修復。

而且，進行三頻精密單點定位時，采用三個三頻無電離層、長波長且低噪聲 載波的不相關組合觀測值估算對流層、接收機位置及運動載體鐘差參數。 而且，步驟3所述三頻雙差定位求解中，所述雙差載波相位的整周模糊度的求 解采用Geometry-Based?TCAR方法實現，然后依據成功率域值固定部分模糊度， 采用統計假設檢驗判斷固定部份模糊度的可靠性。

而且，所述依據成功率域值固定部分模糊度實現方式為，通過雙差定位模 型獲得模糊度的實數解及其方差協方差陣，依據整數變換后的方差協方差陣計 算模糊度固定的成功率，取其成功率在預設的成功率域值范圍內最大的一組模 糊度。