[發(fā)明專利]顧及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間偏差的融合定位導(dǎo)航授時計算模型構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610065357.7
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105738927B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾安敏;吳富梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍61540部隊
• 主分類號: G01S19/33
• 分類號: G01S19/33;G01S19/23;G04R20/02
• 代理公司: 北京久維律師事務(wù)所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種顧及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間偏差的融合定位導(dǎo)航授時計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟如下：

Q1：其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相對于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)間偏差的標(biāo)定：

Q11：選擇具有高精度坐標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)，構(gòu)建基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)值約束條件，其觀測權(quán)設(shè)定為無窮大，即與觀測量的權(quán)比為1000000∶1；

Q12：對觀測數(shù)據(jù)量，構(gòu)建誤差方程；

Q13：采用估計器即濾波器處理具有高精度坐標(biāo)的觀測數(shù)據(jù)，得到其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相對于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)間偏差及其方差，該系統(tǒng)間偏差可能達(dá)到上千納秒量級；

Q2：系統(tǒng)間偏差應(yīng)用時的實(shí)時檢驗：

Q21：利用當(dāng)前觀測量構(gòu)建誤差方程，通過不考慮系統(tǒng)間偏差先驗信息的多系統(tǒng)估計器，根據(jù)步驟Q12的誤差方程得到另外一個的其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相對于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)間偏差及其方差；

Q22：對Q21標(biāo)定的系統(tǒng)間偏差與Q1中標(biāo)定的系統(tǒng)間偏差進(jìn)行差異性檢驗，計算Q13步驟中標(biāo)定的系統(tǒng)間偏差與Q21步驟中計算的系統(tǒng)間偏差的差值，再除以他們方差和的平方根，即得到差異性檢驗統(tǒng)計量；

Q23：對Q22步驟中得到的差異性檢驗統(tǒng)計量，如差異性檢驗統(tǒng)計量小于臨界值，則標(biāo)定的系統(tǒng)間偏差值是正常的，反之則修正系統(tǒng)間偏差；

Q3：構(gòu)建系統(tǒng)間偏差的誤差方程或者約束條件，構(gòu)建顧及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間偏差的融合定位導(dǎo)航授時計算模型，并對結(jié)果進(jìn)行檢驗，進(jìn)行驗后殘差、協(xié)方差計算；其誤差方程或者約束條件為：按照Q13步驟中得到的系統(tǒng)間偏差及其方差大小定其貢獻(xiàn)，或按照與Q12步驟中對實(shí)測的觀測數(shù)據(jù)得到的誤差方程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間偏差的融合定位導(dǎo)航授時計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述Q11步驟中的構(gòu)建基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)值約束條件，具體為當(dāng)測站有高精度坐標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)時，賦予其點(diǎn)位坐標(biāo)強(qiáng)約束，構(gòu)造點(diǎn)位坐標(biāo)的虛擬觀測方程，其觀測權(quán)設(shè)定為無窮大，即與觀測量的權(quán)比為1000000∶1；

所述Q12、Q21和Q3步驟中構(gòu)造誤差方程，具體為對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)量構(gòu)造誤差方程，該方程包含接收機(jī)位置、接收機(jī)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)鐘差，構(gòu)建其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測量的誤差方程，包含接收機(jī)位置、接收機(jī)BDS鐘差和系統(tǒng)間偏差參數(shù)；

所述Q1-3步驟中采用的濾波器為抗差最小二乘估計器；處理得到高精度坐標(biāo)的結(jié)果數(shù)據(jù)，結(jié)果數(shù)據(jù)包括由估計器估計出的測站位置、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)鐘差、其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相對于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)間偏差。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間偏差的融合定位導(dǎo)航授時計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述Q23步驟中，對Q22步驟中得到的檢驗統(tǒng)計量，采用雙尾差異性檢驗，取概率密度α_p＝0.01時其臨界值為2.57，如差異性檢驗統(tǒng)計量小于指定的臨界值值2.57，則標(biāo)定的系統(tǒng)間偏差值是正常的；如差異性檢驗統(tǒng)計量大于指定的臨界值值2.57，則修正系統(tǒng)間偏差，即系統(tǒng)間偏差標(biāo)定值與實(shí)時估計量按其方差大小進(jìn)行加權(quán)平均。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間偏差的融合定位導(dǎo)航授時計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟如下：

第一步為采集觀測數(shù)據(jù)，把GNSS兼容接收機(jī)放置在靜止的測站采集30S的BDS/GPS數(shù)據(jù)；

第二步為系統(tǒng)間偏差參數(shù)解算標(biāo)定；

第21步：如觀測站有高精度坐標(biāo)，賦予其點(diǎn)位坐標(biāo)強(qiáng)約束，構(gòu)造點(diǎn)位坐標(biāo)虛擬觀測方程，其觀測權(quán)為無窮大(如點(diǎn)位坐標(biāo)虛擬觀測方程于觀測量的權(quán)比為1000000∶1)；

第22步：利用該測站BDS/GPS觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過大氣誤差改正、衛(wèi)星鐘差改正后構(gòu)造誤差方程，BDS觀測方程的估計參數(shù)為測站位置和接收機(jī)的BDS鐘差，GPS觀測方程的估計參數(shù)為測站位置，接收機(jī)的BDS鐘差和GPS相對于BDS的系統(tǒng)間偏差，BDS與GPS觀測量的權(quán)比為1∶2；

第23步：利用抗差最小二乘估計器估計測站位置、BDS鐘差、GPS相對于BDS的系統(tǒng)間偏差參數(shù)；

第24步：如果測站沒有高精度的測站坐標(biāo)，則不構(gòu)造虛擬觀測方程，直接進(jìn)行第22、23步；把計算的GPS相對于BDS的系統(tǒng)間偏差參數(shù)及其方差保存，以供后續(xù)使用；

第三步是GPS相對于BDS系統(tǒng)間偏差實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)時檢驗，其步驟包括第31步：利用當(dāng)前觀測量構(gòu)造誤差方程，BDS觀測方程的估計參數(shù)為測站位置和接收機(jī)的BDS鐘差，GPS觀測方程的估計參數(shù)為測站位置、接收機(jī)的BDS鐘差和GPS相對于BDS的系統(tǒng)間偏差，BDS與GPS觀測量的權(quán)比為1∶2；

第32步：利用考慮系統(tǒng)間偏差的估計器估計測站位置、BDS鐘差和GPS相對于BDS的系統(tǒng)間偏差等參數(shù)，在這過程中要進(jìn)行異常誤差探測與剔除；

第33步：把當(dāng)前估計的GPS相對于BDS的系統(tǒng)間偏差與以前標(biāo)定的系統(tǒng)間偏差進(jìn)行差異性檢驗統(tǒng)計，如差異性檢驗顯著則把當(dāng)前估計的系統(tǒng)間偏差保存，如無差異則保留原系統(tǒng)間偏差；

第四步：GPS相對于BDS系統(tǒng)間偏差的實(shí)際應(yīng)用，多系統(tǒng)估計器的步驟包括：

第41步：系統(tǒng)間偏差參數(shù)先驗信息賦予適當(dāng)?shù)姆讲睿瑯?gòu)造GPS相對于BDS系統(tǒng)間偏差虛擬觀測方程，其方差取前面標(biāo)定的方差觀測方程；

第42步：利用測站當(dāng)前觀測數(shù)據(jù)構(gòu)造誤差方程，同前第22步處理；

第43步：利用考慮系統(tǒng)間偏差的估計器估計測站位置、BDS鐘差以及GPS相對于BDS的系統(tǒng)間偏差等參數(shù)；

第44步：進(jìn)行驗后殘差、協(xié)方差計算，系統(tǒng)間偏差進(jìn)行差異性檢驗統(tǒng)計。