[發明專利]一種基線長約束下的整周模糊度快速搜索算法

有效

• 申請號: 201711181592.1
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108427131B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 盧立果;劉萬科;吳湯婷;馬立燁;王勝平
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 韓曉娟

本發明提供了一種基線長約束下的整周模糊度快速搜索算法，屬于衛星導航定位技術領域，該算法引入了縮放因子的概念，對當前搜索空間大小進行自適應地縮小和放大，能夠大大降低CLAMBDA中模糊度搜索過程的耗時，在模糊度解算具有較高成功率的同時保證了其具有較高的解算效率，是對現有基線長約束下整周模糊度搜索算法的改進，進一步完善了CLAMBDA理論解算體系，確保獲得較高的解算成功率，同時可以顯著提高模糊度的解算效率，進而提高了衛星導航定位的精度，以滿足實時、快速高精度相對定位的需求。

技術領域

本發明屬于衛星導航定位技術領域，具體涉及一種基線長約束下的整周模 糊度快速搜索算法。

背景技術

在姿態測量中，GNSS天線之間的基線長度可以事先精確量取，常被用作 先驗信息參與基線處理和模糊度解算，以提高模糊度解算的成功率，進而提高 衛星導航定位的精度。

根據基線長信息的使用方式，常用的有以下三類方法：判別條件法(李征 航等,2007)、觀測方程聯解法(劉根有等,2003)以及二次型約束的整數最小二 乘法(ParkTeunissen,2003)。其中二次型約束的整數最小二乘法具有最高的 理論成功率(Teunissen,2006)，它是把基線長信息加入到模糊度搜索及基線固 定過程，通過擴大模糊度二次型的搜索范圍，尋找滿足混合二次型最小的模糊 度向量。由于該方法是建立在標準LAMBDA算法基礎上，因此又被稱作附有 基線長約束的LAMBDA(Constrained LAMBDA，CLAMBDA)方法。

盡管CLAMBDA方法有解算成功率較高的優點，但由于基線分量具有先驗 信息，導致模糊度搜索空間不具有超橢球的性質，因此其搜索過程不同于常規 的LAMBDA方法，需對CLAMBDA中的模糊度搜索算法進行進一步研究。

目前CLAMBDA方法中存在的主要問題有：1)解算模糊度的目標函數為 模糊度和基線分量的混合二次型，可能導致搜索空間過大，大大增加了搜索耗 時，難以快速有效的獲取整數模糊度向量；2)現有方法大多是對基線長度信息 進行加權約束，采用非線性最小二乘方法進行基線解算，而強約束模型下基線 解算的具體求解過程與加權約束模型存在差異，其理論需要進一步豐富和完善。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的不足，本發明提供了一種基線長約束下的整 周模糊度快速搜索算法。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基線長約束下的整周模糊度快速搜索算法，包括以下步驟：

步驟1：采用Bootstrapping估計或ILS在地面接收機接收到的數據中獲取 初始模糊度a₀，求取對應的混合二次型F(a₀)作為初始空間大小并設置模糊 度候選個數統計指標i＝0、收縮空間次數指標k＝0；

步驟2：基于FP算法搜索出模糊度向量a，并計算對應的F₂(a)，更新i＝i+1；

其中λ_max為模糊度方差協方差矩陣的逆陣的最大特征值，b(a)為基線向量，l為基線長度；

步驟3：如果iloopmax，則縮小的數值，縮小后的返回 步驟2，并重新設置i＝0和k＝0，μ₁為縮小因子；

如果i＜loopmax，判斷是否成立，如果成立則進行空間收縮，更新后 的空間大小為并重新設置i＝0和更新k＝k+1，返回步驟2；否則，繼續 搜索模糊度向量，如果搜索出模糊度向量直接返回步驟2，否則進入步驟4；

步驟4：判斷k＝0是否成立，如果成立則進行空間放大，放大后的返回步驟2，并重新設置i＝0；否則進入步驟5；

步驟5：當F₂(a)獲得的最終收縮空間為時，在的空間中基于FP算 法枚舉出所有的模糊度向量；