[發明專利]一種基于積分多普勒平滑偽距的導航定位方法

有效

• 申請號: 201410366673.9
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104133231A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 陳帥;金磊;丁翠玲;劉亞玲;徐芹麗;趙鵬;常耀偉;鐘潤伍;王磊杰;余威
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及衛星導航領域，特別是一種基于積分多普勒平滑偽距的導航定位方法。

背景技術

全球導航定位系統(Global?Navigation?Satellite?Systems,GNSS)可在全球范圍內為多用戶全天候、全天時連續地提供高精度導航信息，在航天航空、測繪、交通等軍民用領域已取得巨大成功，但極易受到載體高機動、障礙遮擋、信號干擾等因素影響，在很大程度上限制了其應用范圍，隨著眾多軍民用導航產品對其導航性能需求的不斷提升，如何在復雜環境下實現高精度定位導航已成為研究焦點。

載體處于高動態機動、障礙遮擋、信號干擾、多路徑等復雜環境時，GNSS接收機載波跟蹤環路容易產生信號失鎖和相位失周等現象，導致載波相位觀測值發生較大變化，采用載波相位平滑偽距將嚴重影響導航精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于積分多普勒平滑偽距的導航定位方法，消除電離層延時和相位跳變對平滑偽距的影響，提高平滑偽距的精度和平滑度，改善GNSS接收機的動態適應性和導航穩定性。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于積分多普勒平滑偽距的導航定位方法，包括以下步驟：

步驟1，根據GNSS各通道跟蹤環路實時提供的多普勒頻移觀測值，基于α-β濾波方法平滑多普勒頻移觀測值；

步驟2，將步驟1中基于α-β濾波方法所得到的多普勒頻移濾波值積分，基于Hatch濾波方法采用積分多普勒頻移平滑偽距，并取多項平滑偽距初始值進行均值處理；

步驟3，確定GNSS接收機各通道狀態，根據觀測時間、衛星星歷，實時確定GNSS接收機各通道衛星的位置信息；

步驟4，根據步驟2所得的平滑偽距，結合步驟3所得的GNSS接收機各通道衛星的位置信息，基于偽距定位方法確定GNSS接收機的位置信息。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：(1)針對載波相位平滑偽距現存缺點，基于α-β濾波方法實時平滑多普勒頻移，消除電離層延時誤差；(2)針對跟蹤環路信號失鎖和相位失周等現象，采用積分多普勒頻移平滑偽距，提高平滑偽距的精度和平滑度；(3)對平滑偽距初始值進行均值處理，滿足快速高精度定位的導航需求。

附圖說明

圖1是本發明電離層延時誤差校正曲線圖。

圖2是本發明基于積分多普勒平滑偽距導航定位的流程圖。

圖3是本發明基于載波相位平滑偽距導航定位靜態位置誤差圖。

圖4是本發明基于積分多普勒平滑偽距導航定位靜態位置誤差圖。

圖5是本發明基于載波相位平滑偽距導航定位動態位置誤差圖。

圖6是本發明基于積分多普勒平滑偽距導航定位動態位置誤差圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例，對本發明做進一步詳細說明。

電離層離地表高度為50～1000km，在太陽光的強烈輻射下，存在大量的正離子和自由電子，不僅會造成衛星信號傳播路徑的彎曲，而且會引起衛星信號傳播速度的變化，導致衛星信號產生延時，偽距和載波相位的電離層延時誤差主要由觀測時間、測點位置、衛星高度角、季節變化等眾多復雜因素決定。

單頻GNSS接收機無法準確測定電離層延時誤差，一般采用Klobuchar模型估算電離層延時誤差予以校正和補償，衛星信號電離層刺穿點的天頂電離層延時I_z：