[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星導航快速定位方法、裝置和衛(wèi)星導航接收機

有效

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• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107490800B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設計）人: 孫希延;朱亮亮;甄衛(wèi)民;紀元法;劉媛;郭小娟;李有明;嚴素清;蔚保國;歐陽繕
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 深圳瑞天謹誠知識產權代理有限公司 44340
• 代理人: 張佳

本發(fā)明適用于衛(wèi)星導航領域，提供了一種衛(wèi)星導航快速定位方法、裝置和衛(wèi)星導航接收機。所述方法包括：判斷觀測方程是否病態(tài)；當觀測方程病態(tài)時，利用自適應加權的差分進化算法結合正則化求解快速定位時的病態(tài)觀測方程，得到病態(tài)觀測方程中待求向量的實數解模糊度分量；將觀測方程中待求向量的實數解模糊度分量作為輸入值，搜索得到觀測方程中待求向量的模糊度整數解；將模糊度整數解回代到觀測方程中，重新求解得到更新模糊度后的基線參數，基線參數與準確的基準站衛(wèi)星導航接收機坐標相加，得到目標衛(wèi)星導航接收機的準確坐標。本發(fā)明更容易得到全局最優(yōu)解，提高解算精度和速度，且能減輕病態(tài)性，抑制噪聲和觀測誤差帶來的粗差影響，提高穩(wěn)健性。

技術領域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星導航領域，尤其涉及一種衛(wèi)星導航快速定位方法、裝置和衛(wèi)星導航接收機。

背景技術

病態(tài)問題廣泛存在于衛(wèi)星導航快速定位等工程測量中。短時間內只能觀測到幾個歷元，使得觀測信息不足，導致觀測方程病態(tài)。通過傳統的最小二乘法得到的模糊度實數解與真值相差很大，嚴重影響定位精度。解決觀測方程的病態(tài)性是提高快速定位精度的關鍵。

目前，針對病態(tài)問題的解算方法主要分為兩類：一類以降低法矩陣的條件數為目標，通過修改法矩陣的奇異值，降低其在求逆過程中對微小擾動的敏感性，從而得到更接近真值的結果。代表性的方法有嶺估計、截斷奇異值法(TSVD)和Tikhonov正則化法等；另一類是以遺傳算法為代表的智能優(yōu)化算法，這類方法不試圖改善法方程的病態(tài)性，而是通過最優(yōu)化方法得到適應度函數的近似全局最優(yōu)解，并將其作為病態(tài)方程的解。兩類方法均存在不同程度的缺陷，前者中的TSVD方法直接舍棄了小奇異值，在得到近似解的同時，損害了解估計的分辨率，影響解算效果，而嶺估計和Tikhonov正則化方法對正則化參數和正則化矩陣選取困難，且?guī)в兄饔^性；后者中的遺傳算法近乎遍歷的搜索使優(yōu)化速度過慢，且參數設置多，不利于實際工程應用。

同時，觀測值會存在粗差，已有的抗差泛嶺估計、抗差主成分估計等方法，基于抗差有偏估計的思想，有效地抑制了觀測值中的粗差，但解算精度不高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種衛(wèi)星導航快速定位方法、裝置和衛(wèi)星導航接收機，旨在解決快速定位過程中的病態(tài)問題以及抑制觀測值中粗差的影響，得到精確的載波相位模糊度實數解，從而實現快速定位的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星導航快速定位方法，所述方法包括：

在衛(wèi)星導航快速定位過程中，判斷觀測方程是否病態(tài)；

當觀測方程病態(tài)時，利用自適應加權的差分進化算法結合正則化求解快速定位時的病態(tài)觀測方程，得到病態(tài)觀測方程中待求向量的實數解模糊度分量；

將觀測方程中待求向量的實數解模糊度分量作為輸入值，搜索得到觀測方程中待求向量的模糊度整數解；

將模糊度整數解回代到觀測方程中，重新求解得到更新模糊度后的基線參數，基線參數與準確的基準站衛(wèi)星導航接收機坐標相加，得到目標衛(wèi)星導航接收機的準確坐標。

第二方面，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星導航快速定位裝置，所述裝置包括：

判斷模塊，用于在衛(wèi)星導航快速定位過程中，判斷觀測方程是否病態(tài)；

求解模塊，用于當觀測方程病態(tài)時，利用自適應加權的差分進化算法結合正則化求解快速定位時的病態(tài)觀測方程，得到病態(tài)觀測方程中待求向量的實數解模糊度分量；

搜索模塊，用于將觀測方程中待求向量的實數解模糊度分量作為輸入值，搜索得到觀測方程中待求向量的模糊度整數解；

準確坐標計算模塊，用于將模糊度整數解回代到觀測方程中，重新求解得到更新模糊度后的基線參數，基線參數與準確的基準站衛(wèi)星導航接收機坐標相加，得到目標衛(wèi)星導航接收機的準確坐標。