[發明專利]一種基于陀螺測量信息約束的GNSS載波相位模糊度求解方法

有效

• 申請號: 201310364318.3
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103454664A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李濤;何曉峰;祝建成;唐康華;潘獻飛;胡小平;羅兵
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49;G01S19/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明主要涉及到衛星導航領域，特指一種基于陀螺測量信息約束的GNSS載波相位模糊度求解方法。?

背景技術

全球衛星導航系統GNSS(Global?Navigation?Satellite?System)目前主要指美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國的北斗衛星導航系統和歐盟正在建設中的Galileo系統。目前，GPS在全球衛星導航系統中占主體地位。通過美國政府的大力推廣和政策引導，近二十年來GPS定位技術得到了迅速的發展，應用領域日益廣泛。GPS不僅可以用于導航定位，還可以應用于高精度定位，高精度的時間傳遞，外彈道與衛星軌道的測量及武器的制導等方面，例如通過與SINS結合。尤其是通過載波相位差分技術，可以毫米級的精度進行相對定位，若在同一載體上安裝多接收機及天線，可以實現載體的定姿定向，但是一般來說，應用載波相位信息需要求解模糊度。?

捷聯慣性導航系統SINS(Strapdown?Inertial?Navigation?System)是一種既不依賴于外部信息，又不發射信息的自主式導航系統，具有隱蔽性好、抗干擾能力強等優點，缺點是導航誤差隨時間累積。將GNSS接收機與SINS進行組合，可以充分利用陀螺、加速度計短期精度高、不受外界干擾和衛星導航長期精度高的優點。?

對于SINS/GNSS多天線組合測姿系統來說，當SINS采用低精度陀螺、加速度計構成而難以實現自對準，初始對準期間SINS一般僅能提供車輛載體水平姿態概略測量，在短時間內無法輸出可用的車輛載體航向信息，因此系統初始對準主要還是依靠GNSS載波相位測姿技術實現。GNSS模糊度求解是實現快速可靠初始對準的關鍵技術。盡管目前己有許多慣性輔助模糊度求解的成果，但都是基于慣性導航系統已經完成初始對準實現的，而在初始對準期間并未用到慣性測量信息輔助模糊度求解。為了提高初始對準期間GNSS載波相位測姿的快速性和可靠性，模糊度求解過程中經常會用到GNSS天線基線長度、基線間幾何構型以及載體概略水平姿態等先驗信息，且盡量避免載體發生轉彎。?

迄今為止，鮮見公開的報道，能夠在SINS/GNSS多天線組合航姿系統初始對準期間，利用慣性導航系統的陀螺測量信息對GNSS模糊度求解進行輔助，為車輛提供快速可靠的初始對準結果。?

總而言之，目前SINS/GNSS多天線組合測姿系統存在對準時間較長、復雜性高、對載體運動要求高等不足，難以滿足陸基、航海、航空日益迫切的運動條件下實現高精度測姿等應?用要求。?

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種原理簡單、解算速度快、精度高、穩定性好的基于陀螺測量信息約束的GNSS載波相位模糊度求解方法。?

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：?

一種基于陀螺測量信息約束的GNSS載波相位模糊度求解方法，其步驟為：?

(1)以當前衛星接收機觀測到衛星的幾何精度因子最小為優化目標，得到四顆可見衛星作為主衛星；?

(2)根據多接收機天線對四顆主衛星的載波相位觀測值，計算初始的雙差載波相位模糊度搜索范圍；?

(3)根據陀螺測量信息，以動態過程載體方位角變化值為約束條件，壓縮模糊度搜索范圍；?

(4)基于壓縮后的模糊度搜索范圍，求解得到正確的模糊度。?

作為本發明的進一步改進：所述步驟(1)的具體流程為：?

(1.1)得到優化指標GDOP的計算公式；?

在衛星導航系統中，偽距測量方程為：?

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