[發明專利]一種衛星導航定位觀測值定權方法及裝置

有效

• 申請號: 201810709095.2
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108828640B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 左宗;陳明劍;李萬里;周潤楊;李瀅;李俊毅;李廣云
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/43
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明提供了一種衛星導航定位觀測值定權方法及裝置，獲取BDS衛星觀測值和預平差后的觀測量殘差，確定BDS不同軌道類型觀測值權比；根據原始觀測值實時求解當前歷元每顆衛星的偽距觀測值噪聲；利用觀測值權比和偽距觀測值方差實時分類求解觀測值方差陣。考慮了電離層擾動、多路徑效應和觀測噪聲，選擇質量更好的觀測值參與解算，求解了當前歷元每顆衛星的偽距觀測量噪聲，可以加快收斂，得到實時可靠的定位結果，提高了解算精度。考慮了實時數據的有效信息，明確了不同類型觀測量在定位解算中的貢獻，提高了定位的穩定性，本發明的方法易于擴展，為GNSS實時導航定位和大氣反演的應用提供了更優的位置基準。

技術領域

本發明屬于全球衛星導航系統定位技術領域，特別涉及一種衛星導航定位觀測值定權方法及裝置。

背景技術

BDS觀測值定權是指在采用組合觀測值進行BDS高精度導航定位解算時，需要采用一定策略給出不同星座構型和不同觀測值的精度信息，從而為數據質量不一的觀測值賦予不同的權重，并確定觀測值的方差陣。極地GNSS數據質量受觀測環境影響較大，數據可用性存在較大差異。考慮觀測量質量的定權方法可以更合理確定極地提高極地衛星導航定位的穩定性和可靠性。對于偽距和載波相位兩類觀測值，載波相位的噪聲量級更小，在此僅考慮偽距的噪聲特性。

常用的觀測值定權方法有高度角模型、載噪比模型、驗后殘差法等。在參數求解過程中，觀測值一般被認為服從高斯白噪聲，高度角模型、載噪比模型在本質上仍是將觀測噪聲當作白噪聲。觀測值的隨機噪聲包括有測量噪聲和多路徑效應等，與接收機類型、觀測值類型、觀測環境等緊密相連。極地的觀測條件更為復雜，存在電離層擾動、降雪等不定因素的影響，導致很難使用某個固定模型表征不同觀測量的精度信息。驗后殘差統計法估計觀測值權重的方法雖然可以提高解算精度，但是數據計算量大，難以用于實時解算。另外，如果該方法使用的先驗方差矩陣不合理，經過平差后的殘差將會重新分布，觀測量的統計信息很有可能被歪曲。

公開號為“CN106814382A”，名稱為“聯合高度角和用戶測距誤差的GNSS衛星觀測值定權方法”的中國專利，該專利考慮了衛星軌道和鐘差產品精度的高度角定權方法，顧及了衛星軌道和鐘差的精度差異，可以解決多軌道類型的觀測值定權問題，但是該專利的方案無法實時估計觀測環境對于觀測量的影響，不適用于極地多變的觀測條件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種衛星導航定位觀測值定權方法及裝置，用于解決現有技術中的GNSS導航定位方案不適宜極地多變的觀測條件的問題。

為實現上述目的，本發明提供了、一種衛星導航定位觀測值定權方法，包括如下步驟：

1)獲取衛星觀測量，根據觀測量誤差方程得到觀測量殘差矩陣，進一步根據觀測量殘差矩陣確定的觀測量權比的經驗值；

2)實時采集衛星的偽距和載波的觀測量，得到單歷元非差偽距噪聲方差方程，求解所述單歷元非差偽距噪聲方差方程得到偽距噪聲的方差；

3)利用所述觀測量權比的經驗值和所述偽距噪聲的方差實時分類求解觀測量權陣。

進一步地，所述步驟1)包括以下子步驟：

(1)將衛星觀測量按不同衛星軌道的偽距和載波相位觀測量進行分類，確定觀測量初始權矩陣；

(2)根據觀測量初始權矩陣和觀測量誤差方程進行平差處理，將平差處理后的結果進行方差分量估計，得到各類觀測量單位權方差估值，根據各類觀測量單位權方差估值對觀測量權矩陣進行定權；

(3)重復步驟(1)和步驟(2)對觀測量權矩陣進行更新直到達到設定的更新截止條件；

(4)統計計算各類觀測量中偽距和載波相位觀測量的權比及不同衛星軌道的權陣比。

進一步地，所述更新截止條件為對各類觀測量單位權方差估值進行迭代，直到每類觀測量單位權方差估值相等。