[發明專利]一種基于載波相位的廣域精密實時定位方法

有效

• 申請號: 201610168642.1
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105842720B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 李亮;崔鵬;楊福鑫;丁繼成;趙琳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于衛星導航定位領域，尤其涉及一種基于載波相位的廣域精密實時定位方法。

背景技術

隨著全球衛星導航系統(Global Navigation Satel lite System，GNSS)現代化的發展，面對全球實時精密定位(分米級)服務的需求，如海上動力定位測量以及生命安全相關等需求，如何基于衛星導航實現廣域的實時高精度定位已成為迫切需要解決的問題。傳統基于偽距的高精度定位技術，包括局域偽距差分定位技術與星基廣域差分定位技術，都無法滿足分米級的定位需求，因此有必要借助高精度的載波相位觀測量實現精密定位。雖然局域載波相位差分技術(Real-time Kinematic,RTK)可以提供高精度的定位結果(分米級甚至厘米級)，但是無法擺脫基準站有效作用距離的限制，這也意味著無法支撐全球實時定位的需求。

目前，常用的廣域定位技術手段包括：(1)星基廣域差分定位技術。該技術雖然可以滿足全球性實時定位的要求，但是由于采用的低精度偽距觀測值，因此定位精度收到極大限制，一般只能達到1-3m(1σ)。(2)精密單點定位技術。該技術借助高精度的載波相位觀測量，通過對原始觀測量中主要誤差的修正，并進行模糊度的固定可以實現全球性高精度的定位需求，但是各種誤差修正源都是事后獲取，導致定位實時性較差。綜上所述，設計一種新型可面向全球實時精密定位(分米級)服務的需求的定位技術具有相當的迫切性。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種提升用戶端導航定位的精度基于載波相位的廣域精密實時定位方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明包括如下步驟：

(1)接收廣播星歷電文、SBAS電文和導航電文并解析；

(2)根據SBAS實時廣播的改正量和主要誤差的模型化修正，提高觀測量的測距精度；

(3)基于最小二乘的方式完成狀態信息的初始化；

(4)周跳監測，如果沒有周跳，則保持模糊度不變；否則需重新進行模糊度固定；

(5)采用星間單差的無電離層組合進一步提高觀測量的測距精度，并根據Kalman濾波的方法完成定位解算，進而更新狀態輸出和協方差矩陣；

(6)根據星間單差無電離層觀測量的殘差平方和的大小來判斷是否進行模糊度固定；

(7)將星間單差的無電離層模糊度分解成寬巷模糊度和窄巷模糊度組合的形式；

(8)先由多歷元的多頻原始觀測量構建成的MW觀測值求出寬巷模糊度及其方差，再進行寬巷模糊度的固定；

(9)根據無電離層模糊度與寬巷和窄巷模糊度的線性關系，由Kalman輸出的協方差矩陣和窄巷模糊度的浮點解，通過LAMBDA算法進行窄巷模糊度的固定；

(10)根據固定后的模糊度進行用戶位置和方差的更新。

所述步驟(2)中原始觀測量中的實時的星鐘、星軌和電離層的修正量來源于SBAS。

所述步驟(5)中采用無電離層構建的檢測統計量來判別組合觀測量的殘差的大小，通過與根據卡方分布計算出的監測門限進行比較，確定是否進行模糊度的固定。

所述步驟(6)中的單差無電離層模糊度固定的具體方法。

本發明的有益效果在于：

針對傳統的精密單點定位所需的各類型修正參數只能事后獲取導致精密定位實時性較差的問題，本發明所選擇的SBAS修正參數可以實時的獲取，即滿足了導航定位實時性的要求；進一步采用高精度的載波相位星間單差無電離層組合的形式，通過對構成星間單差無電離層模糊度的寬巷模糊度和窄巷模糊度的固定，相對于傳統的基于偽距的廣域差分定位技術而言大大提升了定位精度。最終實現了基于廣域實時的高精度定位。

附圖說明

圖1是本發明的工作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述。

本發明提供了一種基于載波相位的廣域精密實時定位技術。該技術同時采用星基增強信息輔助以及模型修正兩種方法對原始偽距和載波觀測量中所包含的主要誤差進行修正，并將修正后的多頻觀測量構建成基于單差的無電離層觀測值，進而由卡爾曼濾波得到精確浮點解。根據無電離層模糊度與寬巷和窄巷模糊度的線性關系，基于成功率最大準則，分別對寬巷和窄巷模糊度進行固定，最終得到高精度的實時位置解。本發明同時解決了基于偽距的廣域差分定位精度較低以及精密單點定位在動態定位中實時性較差的問題，提升了基于廣域實時動態衛星導航的定位精度，適應了導航的實際運行要求。