[發(fā)明專利]一種基于單差濾波的變形監(jiān)測(cè)GNSS信號(hào)多路徑改正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610933926.5
• 申請(qǐng)日: 2016-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN106646538B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘樹國(guó);汪登輝;高成發(fā);尚睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/23
• 分類號(hào): G01S19/23;G01S19/44
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

1.一種基于單差濾波的變形監(jiān)測(cè)GNSS信號(hào)多路徑改正方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采用站間單差觀測(cè)模型，通過增加初始?xì)v元參考星模糊度基準(zhǔn)，分別估計(jì)各頻段站間單差偽距接收機(jī)鐘差值及各頻段站間單差載波接收機(jī)鐘差值，使得各頻段偽距接收機(jī)鐘差吸收接收機(jī)硬件延遲偏差項(xiàng)，各頻段載波接收機(jī)鐘差吸收載波接收機(jī)偏差項(xiàng)，恢復(fù)載波單差觀測(cè)值中待估參數(shù)的單差模糊度整數(shù)特性；

步驟2，建立站間單差卡爾曼濾波模型，將步驟1得到的偽距單差觀測(cè)值和載波單差觀測(cè)值代入單差卡爾曼濾波模型中實(shí)時(shí)估計(jì)監(jiān)測(cè)站坐標(biāo)位置、接收機(jī)各頻段鐘差及衛(wèi)星單差模糊度，固定模糊度以獲得穩(wěn)定固定坐標(biāo)結(jié)果及偽距觀測(cè)殘差、載波觀測(cè)殘差；

步驟3，采用快速傅里葉變換及小波降噪對(duì)載波觀測(cè)殘差、偽距觀測(cè)殘差進(jìn)行分析及提取，分別分離其對(duì)應(yīng)的離散多路徑、反射多路徑及觀測(cè)噪聲，結(jié)合衛(wèi)星入射高度角及方位角，建立其對(duì)應(yīng)的偽距多路徑空間改正圖、載波多路徑空間改正圖，并用于之后各天的數(shù)據(jù)處理中；

步驟4，利用第一天偽距多路徑空間改正圖、載波多路徑空間改正圖，實(shí)時(shí)計(jì)算衛(wèi)星方位角和高度角，匹配相應(yīng)的各頻段偽距多路徑觀測(cè)值及載波多路徑觀測(cè)值，并修正到相應(yīng)衛(wèi)星的單差觀測(cè)值中，將修正后的單差觀測(cè)值代入步驟2建立的站間單差卡爾曼濾波模型中固定模糊度，以獲取穩(wěn)定固定坐標(biāo)解及修正的載波觀測(cè)殘差和偽距觀測(cè)殘差；

步驟5，在變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，外界觀測(cè)環(huán)境不發(fā)生劇烈變化的情況下，根據(jù)以上結(jié)果不斷更新偽距多路徑空間改正圖和載波多路徑空間改正圖，獲得高可靠性實(shí)時(shí)單歷元變形監(jiān)測(cè)結(jié)果以評(píng)估監(jiān)測(cè)物結(jié)構(gòu)健康狀況。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單差濾波的變形監(jiān)測(cè)GNSS信號(hào)多路徑改正方法，其特征在于：所述步驟1中單差觀測(cè)模型的附加基準(zhǔn)增加方法，包括以下步驟：

步驟11，假設(shè)接收機(jī)k在i歷元接收到衛(wèi)星s載波偽距觀測(cè)信號(hào)，則載波觀測(cè)方程、偽距觀測(cè)方程分別表示為：

其中，分別為第j個(gè)頻率上的原始偽距觀測(cè)值和原始載波觀測(cè)值；為站星距，δt_k和δt^s分別是接收機(jī)與衛(wèi)星的鐘差值；和是傾斜方向的對(duì)流層、電離層延遲值，f₁²表示載波Φ1的頻率的平方，表示在頻段j下載波觀測(cè)值的頻率的平方；為接收機(jī)偽距偏差，為衛(wèi)星的偽距偏差，為接收機(jī)載波相位偏差，為衛(wèi)星載波相位偏差，為偽距多路徑效應(yīng)影響值，為載波多路徑效應(yīng)影響值；λ_j是載波波長(zhǎng)，N_j為整周模糊度，c為光速，是偽距觀測(cè)噪聲，是載波觀測(cè)噪聲；

步驟12，將步驟11中獲得的原始偽距觀測(cè)值和原始載波觀測(cè)值組成站間單差觀測(cè)值；

步驟13，將初始?xì)v元第一顆衛(wèi)星的單差模糊度定義為基準(zhǔn)模糊度同時(shí)偽距接收機(jī)鐘差吸收接收機(jī)間偽距偏差項(xiàng)，載波接收機(jī)鐘差吸收接收機(jī)間載波偏差項(xiàng)，使得偽距單差觀測(cè)值和載波單差觀測(cè)值中的待估參數(shù)恢復(fù)單差模糊度整數(shù)特性。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于單差濾波的變形監(jiān)測(cè)GNSS信號(hào)多路徑改正方法，其特征在于：在步驟12中，對(duì)于短基線，其單差觀測(cè)值表示為：

其中，表示偽距單差觀測(cè)值，表示單差站星距，Δk表示站間單差，c為光速，Δδt_Δk為真實(shí)站間單差接收機(jī)鐘差值，為站間單差接收機(jī)偽距硬件延遲，表示s衛(wèi)星在頻段j下多路徑空間改正圖中對(duì)應(yīng)的偽距多路徑改正值，表示s衛(wèi)星在頻段j下對(duì)應(yīng)的偽距噪聲，表示載波單差觀測(cè)值，為站間單差接收機(jī)載波偏差，λ_j為頻段j的載波波長(zhǎng)，為實(shí)際s衛(wèi)星載波模糊度，表示s衛(wèi)星在頻段j下多路徑空間改正圖中對(duì)應(yīng)的載波多路徑改正值，表示s衛(wèi)星在頻段j下對(duì)應(yīng)的載波噪聲。