[發(fā)明專利]北斗/GPS三頻周跳探測(cè)與修復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710518983.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN109212563B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李博峰;覃亞男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/37
• 分類號(hào): G01S19/37
• 代理公司: 上海思微知識(shí)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(cè)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(cè)值和非差三頻觀測(cè)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(yàn)值建立電離層加權(quán)模型，求解位置參數(shù)浮點(diǎn)解和NL周跳浮點(diǎn)解；對(duì)NL浮點(diǎn)解周跳嘗試固定，當(dāng)固定失敗時(shí)，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(jì)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(shí)，直接輸出NL周跳整數(shù)解，并計(jì)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(cè)與修復(fù)方法。

背景技術(shù)

隨著中國(guó)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(gè)全系統(tǒng)播發(fā)三頻信號(hào)的GNSS定位系統(tǒng)，其三個(gè)頻率分別為B1(1561.098MHz)、B2(1207.14MHz)和B3(1268.52MHz)。三頻信號(hào)能提供給用戶更多的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以及由這些原始觀測(cè)數(shù)據(jù)衍生出的各種組合觀測(cè)值，理論上可以提高周跳探測(cè)。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(shì)，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(duì)于利用相位觀測(cè)值實(shí)施高精度應(yīng)用來說是一個(gè)不容忽視的問題。

發(fā)明內(nèi)容

申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn)，三頻信號(hào)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)更長(zhǎng)、周跳更易固定的EWL/WL組合觀測(cè)值。由于EWL組合觀測(cè)值波長(zhǎng)很長(zhǎng)(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(huì)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(cè)值可充當(dāng)高精度偽距觀測(cè)值，用于WL周跳探測(cè)。在采樣間隔較大或者電離層活動(dòng)較大的情況下，歷元間電離層變化量可能會(huì)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(bào)值減弱歷元間電離層變化量對(duì)WL(Wide?Lane，寬巷)周跳探測(cè)的影響。

目前的周跳探測(cè)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(cè)值對(duì)于NL周跳探測(cè)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(cè)值與NL(Narrow?Lane，窄巷)觀測(cè)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(bào)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(shí)現(xiàn)GB模型下的三頻觀測(cè)值周跳探與修復(fù)。

實(shí)際應(yīng)用中，觀測(cè)環(huán)境的復(fù)雜多變使不同的周跳觀測(cè)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(cuò)誤固定，導(dǎo)致定位錯(cuò)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(cè)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(cè)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(cè)值和非差三頻觀測(cè)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(yàn)值建立電離層加權(quán)模型，求解位置參數(shù)浮點(diǎn)解和NL周跳浮點(diǎn)解；

對(duì)NL浮點(diǎn)解周跳嘗試固定，當(dāng)整體固定失敗時(shí)，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(jì)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(shí)，直接輸出NL周跳整數(shù)解，并計(jì)算當(dāng)前歷元與前一歷元間電離層變化量。