[發(fā)明專利]聯(lián)合高度角和用戶測(cè)距誤差的GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值定權(quán)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710019751.1
• 申請(qǐng)日: 2017-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN106814382B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿濤;趙齊樂;謝新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/45
• 分類號(hào): G01S19/45
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡艷

本發(fā)明公開了一種聯(lián)合高度角和用戶測(cè)距誤差的GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值定權(quán)方法，包括：S1確定GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)中每顆GNSS衛(wèi)星的用戶測(cè)距誤差URE；S2基于URE構(gòu)建觀測(cè)值隨機(jī)模型；S3結(jié)合基于高度角和用戶測(cè)距誤差的觀測(cè)值隨機(jī)模型GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值進(jìn)行定權(quán)。本發(fā)明既考慮到GNSS測(cè)量中對(duì)流層、電離層延遲和多路徑誤差對(duì)觀測(cè)值的影響，又顧及了衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘差誤差對(duì)精密定位的影響，構(gòu)建聯(lián)合衛(wèi)星高度角和URE的定權(quán)方法，定權(quán)策略更合理，更符合GNSS精密定位理論。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS高精度定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聯(lián)合高度角和用戶測(cè)距誤差(URE，User Range Error)的GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值定權(quán)方法。

背景技術(shù)

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS(美國(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的Galileo、中國(guó)的BDS等總稱)已經(jīng)成為及時(shí)獲取高精度導(dǎo)航定位信息的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，GEO/IGSO/MEO多軌道類型共存和多GNSS系統(tǒng)聯(lián)合數(shù)據(jù)處理是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù)發(fā)展的重要特征與優(yōu)勢(shì)之一。我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BDS于2012年12月底完成了第二步建設(shè)任務(wù)(5GEO+5IGSO+4MEO星座)，開始向亞太地區(qū)正式提供連續(xù)無(wú)源定位、導(dǎo)航、授時(shí)等服務(wù)，預(yù)計(jì)2020年建成5個(gè)GEO、3個(gè)IGSO和27個(gè)MEO衛(wèi)星組成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

GNSS高精度定位中，確定合適的觀測(cè)值權(quán)能有效控制各種誤差的影響，提高定位精度，目前采用的觀測(cè)值定權(quán)方法主要有等精度定權(quán)法、高度角定權(quán)法、信噪比定權(quán)法等。高度角定權(quán)法顧及到了衛(wèi)星信號(hào)傳播路徑上的對(duì)流層、電離層延遲和多路徑效應(yīng)等誤差隨著高度角的減小而增大的特征，且易于程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。信噪比定權(quán)法在多路徑效應(yīng)嚴(yán)重的情況下得到了廣泛應(yīng)用。

衛(wèi)星軌道和鐘差的精度也是影響GNSS精密定位的重要因素之一，對(duì)于GPS、GLONASS、Galileo等系統(tǒng)而言，各顆衛(wèi)星軌道和鐘差精度相近，定權(quán)時(shí)沒有考慮其影響。但北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由GEO、IGSO和MEO三類不同高度的衛(wèi)星構(gòu)成，各類衛(wèi)星的軌道和鐘差精度有較大差別，目前GEO衛(wèi)星三維精度達(dá)到米級(jí)，IGSO三維精度為20～30cm，而MEO為10～20cm。對(duì)于GPS/GLONASS/Galileo/BDS多系統(tǒng)聯(lián)合精密定位時(shí)，不同系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道和鐘差精度也不相同。目前的等精度定權(quán)法、高度角定權(quán)法、信噪比定權(quán)法等均沒有顧及到衛(wèi)星軌道和鐘差的精度差異，因此，在多軌道類型、多GNSS系統(tǒng)精密定位中，如何合適地對(duì)觀測(cè)值定權(quán)來(lái)提高定位精度成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是顧及衛(wèi)星軌道和鐘差誤差，提出一種聯(lián)合高度角和用戶測(cè)距誤差的GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值定權(quán)方法，以有效解決GEO/IGSO/MEO多軌道類型、多GNSS系統(tǒng)精密定位中觀測(cè)值的定權(quán)問題。

本發(fā)明提供的聯(lián)合高度角和用戶測(cè)距誤差的GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值定權(quán)方法，包括：

S1根據(jù)GNSS衛(wèi)星軌道和鐘差數(shù)據(jù)，利用分段法確定GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)中每顆GNSS衛(wèi)星的用戶測(cè)距誤差URE；

S2基于URE構(gòu)建觀測(cè)值隨機(jī)模型為第i顆GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值的方差；URE_i為第i顆GNSS衛(wèi)星的URE值；URE_ref為參考衛(wèi)星的URE值，參考衛(wèi)星為GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)中一顆URE值最小的GNSS衛(wèi)星；為GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值的先驗(yàn)方差；

S3結(jié)合衛(wèi)星高度角和用戶測(cè)距誤差對(duì)GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值進(jìn)行定權(quán)，具體為：

獲得結(jié)合衛(wèi)星高度角和用戶測(cè)距誤差的觀測(cè)值隨機(jī)模型：

根據(jù)觀測(cè)值隨機(jī)模型確定GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值的權(quán)

上述，表示結(jié)合高度角和用戶測(cè)距誤差的第i顆GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值的方差；w_i,comb表示第i顆GNSS衛(wèi)星觀測(cè)值的權(quán)。