[發明專利]一種GNSS基線解算參考衛星選擇方法

有效

• 申請號: 201310684445.1
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103630914B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 戴吾蛟;高曉;匡翠林;陳玉林
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01S19/28
• 分類號: G01S19/28
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 盧宏

1.一種GNSS基線解算參考衛星選擇方法，其特征在于，該方法為：

1)采集基準站i與流動站j的星歷數據與觀測數據，利用星歷數據解算觀測衛星空間坐標，采用偽距定位的方法計算流動站近似坐標，則測站的相位觀測方程為：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_I^p={\mathrm{\ρ}}_I^p+c\·({\mathrm{dts}}^p-{\mathrm{dtr}}_I+{\mathrm{dt}}_{sys})+{\mathrm{\λ}}^p\·N_I^p+I_I^p+T_I^p+{\mathrm{\ϵ}}_I^p\\ {\mathrm{\ϵ}}_I^p=N(0,{\left({\mathrm{\σ}}_I^p\right)}^2)\end{array}\right.;$

其中，上標p代表觀測衛星，下標I代表測站，為測站I到觀測衛星p的載波相位觀測值，單位為m；為測站I到觀測衛星p的幾何距離，單位為m；c為真空光速；dts^p為觀測衛星p的鐘差，dtr_I為測站I的接收機鐘差；dt_sys為測站I接收到的不同導航衛星系統之間的系統時間差；λ^p為觀測衛星p的載波波長；為測站I與觀測衛星p間的整周模糊度，分別為測站I與觀測衛星p間的電離層和對流層時延；為測站I與觀測衛星p間服從正態分布的相位觀測值量測噪聲；為測站I與觀測衛星p間相位觀測值量測噪聲的方差；所述測站I是指基準站i或流動站j；

2)利用上述相位觀測方程進行基準站與流動站之間的差分計算，獲得關于共視衛星站間單差相位觀測方程：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{ij}^p={\mathrm{\ρ}}_{ij}^p-c\·{\mathrm{dtr}}_{ij}+{\mathrm{\λ}}^p\·N_{ij}^p+I_{ij}^p+T_{ij}^p+{\mathrm{\ϵ}}_{ij}^p\\ {\mathrm{\ϵ}}_{ij}^p=N(0,{\left({\mathrm{\σ}}_{ij}^p\right)}^2)\end{array}\right.;$

其中，dtr_ij＝dtr_j-dtr_i；為單差相位觀測值量測噪聲，所述共視衛星是指基準站與流動站共同觀測的衛星；

3)選擇一顆基準站與流動站的共視衛星作為參考衛星，利用上述單差相位觀測方程組建雙差觀測方程：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{ij}^{pq}={\mathrm{\ρ}}_{ij}^{pq}+{\mathrm{\λ}}^p\·N_{ij}^{pq}+I_{ij}^{pq}+T_{ij}^{pq}+{\mathrm{\ϵ}}_{ij}^{pq}\\ {\mathrm{\ϵ}}_{ij}^{pq}=N(0,{\left({\mathrm{\σ}}_{ij}^{pq}\right)}^2)\end{array}\right.;$

其中，p代表觀測衛星，q為參考衛星；為雙差相位觀測值量測噪聲，為雙差相位觀測值量測噪聲的方差；分別為基準站i與衛星q間、流動站j與衛星q間相位觀測值量測噪聲的方差；

4)計算雙差相位觀測值標準化殘差計算公式為：

$v_{ij}^{pq}=(L_{ij}^{pq}-{\mathrm{\ρ}}_{ij}^{pq}-I_{ij}^{pq}-T_{ij}^{pq})/{\mathrm{\σ}}_{ij}^{pq};$

5)將上述雙差相位觀測值標準化殘差組成標準化殘差序列，利用IGGIII模型確定雙差觀測值自適應降權因子

6)利用上述自適應降權因子和雙差相位觀測值量測噪聲的方差重新確定更新后的雙差相位觀測值量測噪聲的方差利用更新后的雙差相位觀測值量測噪聲的方差構建雙差觀測值方差陣

$\stackrel{\‾}{R}=diag\left({\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}}_{ij}^{pq}\right);$

7)計算方差膨脹因子VIF：其中，H為雙差觀測值設計矩陣；為等價權陣，

8)羅列基準站與流動站所有的共視衛星，選擇其余每一顆共視衛星作為參考衛星，重復上述步驟3)～7)，直到所有的共視衛星都已作為參考衛星參與解算；

9)比較所有的方差膨脹因子，則方差膨脹因子最小值對應的共視衛星即為參考衛星。