[發明專利]顧及衛星導航系統間偏差的融合定位導航授時計算模型構建方法

有效

• 申請號: 201610065357.7
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105738927B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 曾安敏;吳富梅
• 申請（專利權）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: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種顧及衛星導航系統間偏差的融合定位導航授時計算模型構建方法，其特征在于，步驟如下：

Q1：其他衛星導航系統相對于北斗衛星導航系統的系統間偏差的標定：

Q11：選擇具有高精度坐標的基準點，構建基準點坐標值約束條件，其觀測權設定為無窮大，即與觀測量的權比為1000000∶1；

Q12：對觀測數據量，構建誤差方程；

Q13：采用估計器即濾波器處理具有高精度坐標的觀測數據，得到其他衛星導航系統相對于北斗衛星導航系統的系統間偏差及其方差，該系統間偏差可能達到上千納秒量級；

Q2：系統間偏差應用時的實時檢驗：

Q21：利用當前觀測量構建誤差方程，通過不考慮系統間偏差先驗信息的多系統估計器，根據步驟Q12的誤差方程得到另外一個的其他衛星導航系統相對于北斗衛星導航系統的系統間偏差及其方差；

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

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

Q3：構建系統間偏差的誤差方程或者約束條件，構建顧及衛星導航系統間偏差的融合定位導航授時計算模型，并對結果進行檢驗，進行驗后殘差、協方差計算；其誤差方程或者約束條件為：按照Q13步驟中得到的系統間偏差及其方差大小定其貢獻，或按照與Q12步驟中對實測的觀測數據得到的誤差方程。

2.根據權利要求1所述的一種顧及衛星導航系統間偏差的融合定位導航授時計算模型構建方法，其特征在于，所述Q11步驟中的構建基準點坐標值約束條件，具體為當測站有高精度坐標的基準點時，賦予其點位坐標強約束，構造點位坐標的虛擬觀測方程，其觀測權設定為無窮大，即與觀測量的權比為1000000∶1；

所述Q12、Q21和Q3步驟中構造誤差方程，具體為對北斗衛星導航系統的觀測數據量構造誤差方程，該方程包含接收機位置、接收機北斗衛星導航系統鐘差，構建其他衛星導航系統的觀測量的誤差方程，包含接收機位置、接收機BDS鐘差和系統間偏差參數；

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的結果數據，結果數據包括由估計器估計出的測站位置、北斗衛星導航系統鐘差、其他衛星導航系統相對于北斗衛星導航系統的系統間偏差。

3.根據權利要求1所述的一種顧及衛星導航系統間偏差的融合定位導航授時計算模型構建方法，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，如差異性檢驗統計量小于指定的臨界值值2.57，則標定的系統間偏差值是正常的；如差異性檢驗統計量大于指定的臨界值值2.57，則修正系統間偏差，即系統間偏差標定值與實時估計量按其方差大小進行加權平均。

4.根據權利要求1所述的一種顧及衛星導航系統間偏差的融合定位導航授時計算模型構建方法，其特征在于，步驟如下：

第一步為采集觀測數據，把GNSS兼容接收機放置在靜止的測站采集30S的BDS/GPS數據；

第二步為系統間偏差參數解算標定；

第21步：如觀測站有高精度坐標，賦予其點位坐標強約束，構造點位坐標虛擬觀測方程，其觀測權為無窮大(如點位坐標虛擬觀測方程于觀測量的權比為1000000∶1)；

第22步：利用該測站BDS/GPS觀測數據經過大氣誤差改正、衛星鐘差改正后構造誤差方程，BDS觀測方程的估計參數為測站位置和接收機的BDS鐘差，GPS觀測方程的估計參數為測站位置，接收機的BDS鐘差和GPS相對于BDS的系統間偏差，BDS與GPS觀測量的權比為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的系統間偏差參數；

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

第三步是GPS相對于BDS系統間偏差實際應用中的實時檢驗，其步驟包括第31步：利用當前觀測量構造誤差方程，BDS觀測方程的估計參數為測站位置和接收機的BDS鐘差，GPS觀測方程的估計參數為測站位置、接收機的BDS鐘差和GPS相對于BDS的系統間偏差，BDS與GPS觀測量的權比為1∶2；

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

第33步：把當前估計的GPS相對于BDS的系統間偏差與以前標定的系統間偏差進行差異性檢驗統計，如差異性檢驗顯著則把當前估計的系統間偏差保存，如無差異則保留原系統間偏差；

第四步：GPS相對于BDS系統間偏差的實際應用，多系統估計器的步驟包括：

第41步：系統間偏差參數先驗信息賦予適當的方差，構造GPS相對于BDS系統間偏差虛擬觀測方程，其方差取前面標定的方差觀測方程；

第42步：利用測站當前觀測數據構造誤差方程，同前第22步處理；

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

第44步：進行驗后殘差、協方差計算，系統間偏差進行差異性檢驗統計。