[發(fā)明專利]基于GNSS多天線的動態(tài)載體精密定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510732833.1
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105353392A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 賀凱飛;徐天河;王振杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/40
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于GNSS多天線的動態(tài)載體精密定位方法。

背景技術(shù)

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)已廣泛地應用于大地測量、空間科學、地球物理和氣象等科學研究及工程應用領(lǐng)域，如：海陸空范圍內(nèi)的定位、導航和授時(Positioning,NavigationandTiming,PNT)、低軌衛(wèi)星定軌、靜態(tài)和動態(tài)精密定位、動態(tài)載體測速與定姿、海洋表面監(jiān)測、大氣研究等。GNSS技術(shù)已經(jīng)作為先進的測量手段和新的生產(chǎn)力，融入到了國民經(jīng)濟建設、國防建設和社會發(fā)展的各個應用領(lǐng)域。GNSS精密定位技術(shù)在動態(tài)載體的精密定位中也發(fā)揮著重要的作用，如航空重力測量、海上資源勘查、車輛導航定位等。

通常情況下動態(tài)載體上會安置多個GNSS信號接收設備，其每個動態(tài)站包括GNSS接收天線和GNSS接收機。通常的方法是對每個GNSS接收天線單獨進行定位，很少考慮到動態(tài)載體上安置多個GNSS接收設備的情況，及其之間的理論關(guān)系和特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于GNSS多天線的動態(tài)載體精密定位方法，本發(fā)明充分考慮動態(tài)載體上安置多個GNSS接收設備的情況，對多個GNSS接收設備之間的理論關(guān)系和特性加以利用，將多個GNSS接收天線間距離固定不變的關(guān)系及多個GNSS接收天線所受的大氣延遲影響相似的性質(zhì)使用到定位過程中，從而增加額外的信息和改善解的結(jié)構(gòu)，提高了GNSS動態(tài)精密定位的精度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于GNSS多天線的動態(tài)載體精密定位方法，包括以下步驟：

步驟一，將固定在動態(tài)載體上的多個GNSS接收天線接收到的GNSS數(shù)據(jù)同時處理；

步驟二，獲取動態(tài)載體上多個GNSS接收天線間的距離信息；

步驟三，將多個GNSS接收天線間的距離信息作為已知的先驗約束信息，將該約束信息作為一個虛擬的距離觀測量增加到GNSS的觀測方程中；

步驟四，在動態(tài)載體的多個GNSS接收天線之間采用一個公共的大氣天頂濕延遲參數(shù)，來替代每個動態(tài)站上都設置大氣天頂濕延遲參數(shù)；

步驟五，求解動態(tài)載體的運動狀態(tài)方程的最優(yōu)解。

所述步驟一中，在第i歷元時刻一次運算中，同時計算j個GNSS接收天線的位置參數(shù)具體表達式為：

其中，為第i歷元GNSS接收天線k₁上的GNSS觀測方程，為GNSS觀測向量，為GNSS接收天線k₁的設計矩陣，包含第i歷元GNSS接收天線k₁的位置參數(shù)向量表示觀測誤差向量。

當有u組GNSS接收天線之間的距離信息時，其向量表達式如下：

D＝B_iX_i+ε,

其中，D表示在所有歷元中的u×1維距離約束向量，B_i表示第i歷元u×m維設計矩陣，X_i包含第i歷元m×1維GNSS動態(tài)天線的位置參數(shù)向量，ε表示距離約束的觀測誤差，均值為零協(xié)方差矩陣為Σ_d。

所述步驟二中，使用精密測量方法測量GNSS接收天線相位中心的距離，或者采用相對定位超短基線的方式來精確求取GNSS接收天線相位中心的距離，并獲取該測量值的實際精度ε；該距離表示為GNSS接收天線位置參數(shù)的函數(shù)：