[發明專利]提高中長基線GPS整周模糊度解算成功率的方法

有效

• 申請號: 201610171229.0
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105842721B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 劉明凱;王志丘
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心51121
• 代理人: 郭純武

1.一種提高中長基線GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于包括如下步驟：采用監控測量軟件讀取主測站和副測站GPS接收機測量數據的RINEX格式文件，設定高度截止角，通過載波相位周跳檢測預處理手段得到主測站和副測站的粗略坐標，提取出有用的觀測數據；選擇參考星，對比主、副測站的觀測數據，根據主測站和副測站的測量數據觀測值建立雙差觀測方程，利用卡爾曼濾波器對觀測方程的狀態進行更新和參數估計，求解出模糊度浮點解；然后，將GPS雙差載波L1和載波L2整周模糊度的浮點解通過變換之后，組成寬巷整周模糊度和L1模糊度向量組；采用最小二乘估計模糊度降相關調整的搜索算法—LAMBDA算法對寬巷整周模糊度進行搜索，得到固定之后的寬巷整周模糊度的整數解，再對L1模糊度浮點解和相應的協方差矩陣進行修正，然后采用LAMBDA算法對單頻的L1模糊度進行搜索固定，通過計算再確定L2模糊度整數解；最后通過Ratio值檢驗搜索得到的模糊度解，檢驗模糊度固定的正確性，并通過設定門限對所解算的模糊度成功率進行判定，確認最終解算正確的整周模糊度解。

2.根據權利要求1所述的提高中長基線GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：選擇參考星，從主測站測量數據的RINEX格式文件中讀入主測站坐標，根據觀測值建立GPS載波L1和L2頻點的載波相位雙差觀測方程：

式中，i和j分別表示衛星的編號；u和r分別表示副測站和主測站的GPS接收機；和 分別表示載波L₁和L₂頻點的載波相位雙差測量值；λ₁和λ₂分別表示載波L₁和L₂頻點的波長；和分別表示載波L₁和L₂頻點衛星到接收機之間的幾何距離；和分別表示載波L₁和L₂頻點雙差電離延遲誤差；和分別表示載波L₁和L₂頻點雙差對流層延遲誤差；和分別表示載波L₁和L₂頻點的雙差整周模糊度值；和分別表示載波L₁和L₂頻點的誤差項。

3.根據權利要求2所述的提高中長基線GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：在雙 差相對定位的觀測方程中，當主測站和副測站之間為中長基線時，電離層和對流層誤差這兩個參數也實時地估計得到，當主測站和副測站之間為短基線時，式(1)和式(2)中的電離層和對流層誤差忽略不計，上兩式即可變為：

。

4.根據權利要求1所述的提高中長基線GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：以編號為1的衛星作為參考衛星，可組成n個相互獨立的雙差載波相位觀測方程為：

上式可簡化為

y_k＝A_kb+N+ε_k(6)

式中，k為歷元號；y_k為k時刻雙差載波相位觀測向量，A_k為k×3階系數矩陣，b為3維基線向量，N為n維雙差整周模糊度向量，ε_k為n維噪聲誤差向量，n+1是設在歷元k時刻共觀測到的n+1顆衛星，其中只有n個雙差值是相互獨立的。

5.根據權利要求4所述的提高中長基線GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：當主測站和副測站連續觀測歷元數為m時，與式(5)結合得到雙差觀測方程為：

式中，I為n×n的單位矩陣，

上式可簡寫為

y＝Ab+BN+ε (8)

式中，y為mn×1維雙差載波相位觀測向量，其協方差矩陣為Q₀表示的是k時刻雙差載波相位觀測向量y_k的協方差矩陣，A為mn×3維位置參數系數矩陣，B為mn×n維雙差整周模糊度系數矩陣，ε為mn×1維觀測噪聲向量。

6.根據權利要求1所述的提高中長基線GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：在模 糊度搜索解算中，采用LAMBDA算法搜索得到寬巷模糊度的整數解，修正L1浮點解和協方差陣，再利用LAMBDA算法對L1模糊度進行搜索固定，從而通過計算確定L2模糊度整數解。