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

本發(fā)明提供一種顧及衛(wèi)星導航系統(tǒng)間偏差的融合定位導航授時計算模型構(gòu)建方法，步驟為：衛(wèi)星導航系統(tǒng)相對于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的系統(tǒng)間偏差的標定；系統(tǒng)間偏差應(yīng)用時的實時檢驗；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)星導航系統(tǒng)間偏差的融合定位導航授時計算模型，并對結(jié)果進行檢驗，可實現(xiàn)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)的高精度融合定位授時，得到統(tǒng)一的導航定位結(jié)果、唯一的接收機鐘差和相對于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的系統(tǒng)間偏差，特別是在可見衛(wèi)星數(shù)有限的特殊環(huán)境下，達到提高導航定位精度和可靠性的計算效果，可操作性更強，易于推廣實現(xiàn)，有很廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星測繪導航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種顧及衛(wèi)星導航系統(tǒng)間偏差的融合定位導航授時計算模型構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

目前，世界上主要有GPS、GLONASS、Galileo、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BeiDouNavigation Satellite System，簡稱BDS)與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Global NavigationSatellite System，簡稱GNSS)系統(tǒng)，以及印度和日本的增強系統(tǒng)。

由于多衛(wèi)星導航系統(tǒng)顯著增加了用戶可見衛(wèi)星觀測量，極大地提高了導航定位的連續(xù)性、可靠性和精確性。多GNSS的組合導航定位已成為GNSS應(yīng)用的主要趨勢。

然而，由于各導航衛(wèi)星系統(tǒng)是由不同國家和地區(qū)主導的，各系統(tǒng)兼容性與互操作性仍然存在問題，不同的衛(wèi)星導航系統(tǒng)采用了不同的坐標系統(tǒng)、時間系統(tǒng)、載波頻率、信號體制以及不同星座等，造成同一用戶接收機所接收的不同導航衛(wèi)星系統(tǒng)觀測量存在系統(tǒng)間偏差(ISB，Inter-System Bias)。這種系統(tǒng)間偏差如果不合理控制，勢必會影響GNSS組合導航定位的性能，系統(tǒng)間偏差已成為多衛(wèi)星導航系統(tǒng)融合定位所必須要考慮的最主要因素，也是GNSS互操作必須要考慮的問題。

為了克服多衛(wèi)星導航系統(tǒng)觀測的系統(tǒng)間偏差影響，必然需要構(gòu)建合適的融合算法。在當前的現(xiàn)有技術(shù)中，利用多衛(wèi)星導航系統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)進行融合定位常采用如下算法：一是基于各導航系統(tǒng)導航定位結(jié)果的融合算法；二是基于各導航系統(tǒng)的原始觀測量的緊組合算法。

基于各導航系統(tǒng)導航定位結(jié)果的融合算法相對簡單，其特點是：(1)由于要求單系統(tǒng)能進行計算，需要每個系統(tǒng)觀測到的衛(wèi)星數(shù)至少4顆；(2)由于單系統(tǒng)計算參數(shù)，計算并不考慮系統(tǒng)間偏差對結(jié)果的影響。其解算通常分兩步，第一步為各導航系統(tǒng)單獨計算得到導航定位結(jié)果，這結(jié)果通常是有差異的；第二步為對單系統(tǒng)結(jié)果進行融合，由于不同衛(wèi)星系統(tǒng)觀測量得到的接收機鐘差相對不同衛(wèi)星系統(tǒng)的時間基準，且包含了硬件延遲偏差，這種接收鐘差的差異可能會非常大，在融合時僅對位置參數(shù)進行融合，得到新的位置參數(shù)。

而基于各導航系統(tǒng)原始觀測量的緊組合算法相對復雜，其特點是：(1)由于多系統(tǒng)觀測方程整體解算，比基于結(jié)果的融合算法要求的衛(wèi)星數(shù)要少，如BDS/GPS融合，需要衛(wèi)星數(shù)至少5顆；(2)由于同時估計了不同衛(wèi)星系統(tǒng)的接收機鐘差，系統(tǒng)間偏差被接收機鐘差所接收，所估計的接收機鐘差往往是不同的，這在衛(wèi)星授時應(yīng)用中，使用不同的接收機鐘差有不同的授時結(jié)果。其解算特點是：在建立誤差方程時，考慮不同衛(wèi)星導航系統(tǒng)觀測量存在不同接收機鐘差，從而建立不同估計參數(shù)的誤差方程，如此估計的參數(shù)包括位置參數(shù)和不同衛(wèi)星系統(tǒng)的接收機鐘差，然后對建立的誤差方程進行統(tǒng)一解算。

上述兩種方式都有各自明顯的缺點，基于各導航系統(tǒng)導航定位結(jié)果的融合算法雖然相對簡單，但是并不考慮系統(tǒng)間偏差對結(jié)果的影響；而基于各導航系統(tǒng)原始觀測量的緊組合算法在理論上更嚴密，結(jié)果更可靠，但是獲得接收機鐘差有多個，使用了幾個衛(wèi)星系統(tǒng)的觀測量就有幾個鐘差，這幾個鐘差往往是不同的，這對用戶造成混亂，而且精度也在實際使用時還是有所欠缺。

發(fā)明內(nèi)容