[發(fā)明專利]北斗/GPS三頻周跳探測與修復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710518983.1
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN109212563B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李博峰;覃亞男
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 沈宗晶

本發(fā)明提供了一種北斗/GPS三頻周跳探測與修復(fù)方法，包括：獲取并固定EWL周跳；獲取并固定WL周跳；利用周跳固定的EWL/WL組合觀測值和非差三頻觀測值建立歷元間差分GB模型；根據(jù)歷元間電離層變化量先驗值建立電離層加權(quán)模型，求解位置參數(shù)浮點解和NL周跳浮點解；對NL浮點解周跳嘗試固定，當(dāng)固定失敗時，嘗試部分周跳固定，若部分周跳固定成功，則輸出NL周跳整數(shù)解，并計算當(dāng)前歷元與前一歷元間電離層變化量，否則，周跳解算失敗；當(dāng)固定成功時，直接輸出NL周跳整數(shù)解，并計算當(dāng)前歷元與前一歷元間電離層變化量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域，尤其是一種北斗/GPS三頻周跳探測與修復(fù)方法。

背景技術(shù)

隨著中國自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)開始覆蓋亞太地區(qū)，目前，北斗已能在亞太地區(qū)提供高質(zhì)量的獨(dú)立導(dǎo)航服務(wù)，并將在2020年左右覆蓋全球。北斗是第一個全系統(tǒng)播發(fā)三頻信號的GNSS定位系統(tǒng)，其三個頻率分別為B1(1561.098MHz)、B2(1207.14MHz)和B3(1268.52MHz)。三頻信號能提供給用戶更多的觀測數(shù)據(jù)，以及由這些原始觀測數(shù)據(jù)衍生出的各種組合觀測值，理論上可以提高周跳探測。多頻(Multi-frequency)是目前及未來GNSS的發(fā)展方向，在提升定位精度方面有很大優(yōu)勢，然而衛(wèi)星播發(fā)頻率數(shù)量的增加也就意味著周跳出現(xiàn)的可能性更大，這對于利用相位觀測值實施高精度應(yīng)用來說是一個不容忽視的問題。

發(fā)明內(nèi)容

申請人研究發(fā)現(xiàn)，三頻信號的一個優(yōu)勢就在于，它可以組成更多符合不同應(yīng)用要求的線性組合，如波長更長、周跳更易固定的EWL/WL組合觀測值。由于EWL組合觀測值波長很長(北斗為6.3707m，GPS為5.8610m)，受歷元間電離層變化量的影響非常小，可以完全將其忽略而不會影響EWL周跳的正確固定。周跳固定的EWL(Extra?Wide?Lane，超寬巷)組合觀測值可充當(dāng)高精度偽距觀測值，用于WL周跳探測。在采樣間隔較大或者電離層活動較大的情況下，歷元間電離層變化量可能會影響WL周跳的固定，可利用歷史數(shù)據(jù)模型化電離層變化量，用預(yù)報值減弱歷元間電離層變化量對WL(Wide?Lane，寬巷)周跳探測的影響。

目前的周跳探測與修復(fù)方法普遍是基于GF(Geometry-free，基于無幾何域)模型，由于其消除了接收機(jī)位置參數(shù)，拋棄了EWL/WL組合觀測值對于NL周跳探測的輔助作用，該模型相比于GB(Geometry-based，基于幾何域)模型強(qiáng)度較低。為了充分利用EWL/WL組合觀測值與NL(Narrow?Lane，窄巷)觀測值的相互聯(lián)系，采用以接收機(jī)位置信息為橋梁的GB模型，并通過電離層預(yù)報值建立IW模型(Ionosphere-weighted，電離層加權(quán)模型)，嚴(yán)格處理歷元間電離層變化量，實現(xiàn)GB模型下的三頻觀測值周跳探與修復(fù)。

實際應(yīng)用中，觀測環(huán)境的復(fù)雜多變使不同的周跳觀測強(qiáng)度不同，精度差異較大，因而不能有效地固定所有周跳。比如，新升衛(wèi)星由于高度角過低，衛(wèi)星精度較差，周跳不易固定，增加固定全部周跳的難度，或容易出現(xiàn)周跳錯誤固定，導(dǎo)致定位錯誤，這種情況下，部分周跳固定的方法更為有效。

本發(fā)明的目的在于提供一種北斗/GPS三頻周跳探測與修復(fù)方法，以解決三頻CDMA衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)處理的周跳問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了種北斗/GPS三頻周跳探測與修復(fù)方法，包括：

獲取并固定EWL周跳；

獲取并固定WL周跳；

利用周跳固定的EWL/WL組合觀測值和非差三頻觀測值建立歷元間差分GB模型；

根據(jù)歷元間電離層變化量先驗值建立電離層加權(quán)模型，求解位置參數(shù)浮點解和NL周跳浮點解；

對NL浮點解周跳嘗試固定，當(dāng)整體固定失敗時，嘗試部分周跳固定，若部分周跳固定成功，則輸出NL周跳整數(shù)解，并計算當(dāng)前歷元與前一歷元間電離層變化量，否則，周跳解算失敗；當(dāng)固定成功時，直接輸出NL周跳整數(shù)解，并計算當(dāng)前歷元與前一歷元間電離層變化量。