[發明專利]一種基于消電離層-噪聲約束的三頻模糊度解算方法

有效

• 申請號: 201611040659.5
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106772512B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 李亮;賈春;陳進;趙琳;張藝
• 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

本發明屬于衛星精密導航與定位領域，具體涉及了基于載波相位的高精度定位的基于消電離層?噪聲約束的三頻模糊度解算方法。本發明包括：(1)設三頻信號滿足如下條件：f₁>f₂>f₃；f₁?f₂>f₂?f₃；(2)建立寬巷模糊度解算模型；(3)建立窄巷模糊度解算模型。相比于傳統方法，該方法提供一種新的構造三頻組合觀測量的新思路，通過利用TCAR不同環節的模糊度約束關系，來擴展組合系數的搜索范圍，為尋求更優的組合策略提供了理論基礎。利用此不同環節的模糊度約束關系，該方法能夠同時針對電離層延遲與組合噪聲兩種誤差進行約束，在TCAR各級構建消電離層?噪聲約束組合，有效消除了電離層延遲與組合噪聲對模糊度解算可靠性所帶來的干擾。

技術領域

本發明屬于衛星精密導航與定位領域，具體涉及了基于載波相位的高精度定位的基于消電離層-噪聲約束的三頻模糊度解算方法。

背景技術

整周模糊度解算是衛星導航實現高精度定位的關鍵技術之一。隨著全球衛星導航系統的現代化，三頻信號的播發為提升整周模糊度解算效率提供了契機。為此，一種執行模糊度逐級解算的三頻模糊度解算(TCAR)方法被提出，相應針對性的改進方法也開展了深入研究。大量研究表明，電離層誤差與組合噪聲是影響模糊度解算可靠性的兩個主要因素。因此，必須同時針對電離層誤差與組合噪聲兩種因素進行消除或者減弱處理，才能有效提升模糊度解算的可靠性。

考慮上述兩種影響因素，在改進TCAR方法中一類是采用電離層估計算法，在觀測模型中建立電離層模型用以吸收電離層延遲所帶來的誤差影響，算法無需通過組合方式減弱電離層干擾，從而避免了組合噪聲被放大的弊端。但是，該算法的解算性能依賴于電離層建模精度，而且觀測模型所增加的電離層參數還會減弱解算模型的強度。除了電離層估計算法，通過構造最優的三頻組合策略用以同時壓制電離層誤差與組合噪聲的算法研究也被廣泛關注。該類算法會針對于不同誤差處理準則進行組合系數的選取。通常采用的誤差處理準則有：消電離層準則與弱電離層準則。消電離層準則能夠保證算法不受電離層延遲的干擾，但組合噪聲通常會被異常放大，這將嚴重影響模糊度解算的快速性與可靠性。為了能夠獲得正確的模糊度解算，多歷元平滑的方法通常被采用來降低組合噪聲的影響。為了折中電離層消除與組合噪聲被嚴重放大的矛盾，弱電離層準則被提出。該準則通過在減弱電離層與減弱組合噪聲兩者間取得平衡，在電離層誤差容許的范圍內，搜索最優的組合系數以期最大程度的降低組合噪聲。然而，該方法中所殘余的電離層誤差始終是影響模糊度解算可靠性的威脅。

由于電離層會受到晝夜、季節、太陽活動、時空變化等多重因素影響，使得電離層模型難以實時準確的建模與預測。這將會影響電離層估計算法的模糊度解算性能。同時，弱電離層組合算法也會受到殘余電離層因素的影響，難以保證其解算的可靠性。相反，消電離層組合算法可以有效消除電離層延遲所帶來的影響，但是當前的消電離層組合算法難以避免組合噪聲被嚴重放大的缺陷。盡管一些改進方法通過利用上級模糊度解算提供的高精度去模糊度相位觀測量，來減小組合噪聲放大系數，但是始終未能將組合噪聲減弱到令人滿意的噪聲水平。因此，如何充分利用三頻信號優勢，從而有效降低消電離組合的噪聲水平，是提升三頻模糊度解算可靠性的關鍵問題所在。

發明內容

本發明的目的在于提供一種充分利用三頻信號優勢，有效降低消電離層組合的噪聲水平，提升模糊度解算的可靠性的基于消電離層-噪聲約束的三頻模糊度解算方法。

本發明的目的是這樣實現的：

(1)設三頻信號滿足如下條件：f₁>f₂>f₃；f₁-f₂>f₂-f₃：