[發明專利]一種基于歷元-星間差分約束的定位方法

有效

• 申請號: 201611040660.8
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106772478B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 李亮;張藝;賈春;趙琳;崔鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于衛星導航定位技術領域,具體涉及了一種增強衛星導航系統模型強度與提升系統收斂速度的基于歷元?星間差分約束的定位方法。本發明包括：(1)利用接收機所獲取的觀測量進行精密單點定位，獲得用戶位置的初始解；(2)用相鄰兩歷元間觀測量進行一次差分得到單差觀測量；(3)選取衛星作為基準衛星，對步驟(2)中所獲得的單差觀測量做星間二次差分得到雙差觀測量。本發明所提出的方法通過對接收機原始觀測量進行歷元?星間差分恢復了雙差模糊度的整周特性，獲取了精確的歷元間位置增量。

技術領域

本發明屬于衛星導航定位技術領域,具體涉及了一種增強衛星導航系統模型強度與提升系統收斂速度的基于歷元-星間差分約束的定位方法。

背景技術

在高精度的衛星動態導航與定位技術中，通常采用最優估計算法來滿足系統模型與觀測數據驅動的一致性，從而實現最佳的導航性能。然而，多數最優估計算法如卡爾曼濾波算法，通常需要建立準確的系統模型，才能發揮估計算法的最優性。在衛星導航定位技術中，常速模型與常加速模型被廣泛應用，而且為了更精細化的描述載體運動狀態，馬爾科夫模型通常被采用。但是，對于復雜的運行軌跡而言，以上兩類系統模型均難以準確描述系統的運行狀態，獲得系統狀態的準確預測。因此，由系統模型誤差所帶來的影響，將會制約最優估計算法的估計性能，從而導致導航定位精度難以保證。

考慮到實際載體運行軌跡的復雜性，建立準確的系統動態模型是十分困難的。對于衛星導航與定位技術，如果能夠準確獲取歷元間的運動增量信息，實現系統狀態的準確預測，將會有效彌補系統動態模型誤差所帶來的不足。在衛星導航系統中有一類高精度的載波相位觀測量，其精度可達毫米級。但是，由于載波相位觀測量中包含有未知的整周模糊度量，使得其觀測量的高精度特性無法得以使用。因此，如何恢復未知的整周模糊度值，從而利用載波相位觀測量的優勢，獲取厘米級甚至毫米級的歷元間運動增量信息，是提升算法估計性能與導航精度的關鍵問題所在。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于歷元-星間差分約束的定位方法。

本發明的目的是這樣實現的：

(1)利用接收機所獲取的觀測量進行精密單點定位，獲得用戶位置的初始解；

(2)用相鄰兩歷元間觀測量進行一次差分得到單差觀測量；

(3)選取衛星作為基準衛星，對步驟(2)中所獲得的單差觀測量做星間二次差分得到雙差觀測量；

(4)用最小二乘法估計步驟(3)所獲得的雙差觀測量的載波相位模糊度浮點解及其方差協方差矩陣；并用整數搜索算法和所獲取的方差協方差矩陣和雙差模糊度浮點解完成模糊度的固定，并獲得模糊度固定解的方差協方差矩陣；

(5)若模糊度固定，則利用步驟(4)中固定的模糊度解算出兩個差分歷元間的位移增量，轉至步驟(6)；否則用其浮點解解算出基線向量，解算出用戶位置，并轉至步驟(7)；

(6)利用初始位置和步驟(5)所得的歷元間位置增量信息作為約束信息增強系統模型強度；

(7)更新系統狀態，解算用戶位置，轉至步驟(2)進行下一歷元位置解算。

本發明的有益效果在于：

本發明所提出的方法通過對接收機原始觀測量進行歷元-星間差分恢復了雙差模糊度的整周特性，獲取了精確的歷元間位置增量。從而有效彌補了載體動態模型不準的問題，實現了動態定位算法定位精度和收斂速度的提高。另外，由于該算法對雙差觀測量實施了模糊度固定，也能夠通過對模糊度固定值進行監測從而實現周跳探測的功能。

附圖說明

圖1為基于歷元-星間差分約束的精密動態定位技術的流程圖。

具體實施方式