[發明專利]北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法、設備及存儲設備

有效

• 申請號: 201810937216.9
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109143298B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 鄒蓉;黎爭;趙鵬
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫麗麗

1.北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法，其特征在于：包括以下步驟：

S101：獲取衛星接收機觀測到的北斗和GPS衛星的載波相位觀測值；根據相鄰歷元間的載波相位觀測值生成相鄰歷元間的載波相位差分觀測值；

S102：按照衛星高度角從高到低選擇一顆參考衛星，根據相鄰歷元間的載波相位差分觀測值得到各衛星與參考衛星間的雙差觀測值；根據雙差觀測值選擇出不存在粗差的衛星觀測值；粗差包括整周周跳和非整周的粗差；

S103：剔除不存在粗差的衛星觀測值，得到所有存在粗差的衛星觀測值，對存在粗差的衛星觀測值的模糊度進行設置，即每個存在粗差的衛星觀測值的模糊度對應一個模糊度變化參數；

S104：采用阻尼最小二乘法對模糊度變化參數進行求解，得到模糊度變化浮點解和協方差矩陣；模糊度變化浮點解由各衛星觀測值的模糊度變化參數對應的浮點解組成；

S105：根據模糊度變化浮點解和協方差矩陣，采用LAMBDA方法對模糊度變化整數解進行搜索，得到模糊度變化整數解；模糊度變化整數解由各衛星觀測值的模糊度變化參數對應的整數解組成；

S106：根據模糊度變化整數解，對模糊度變化整數解中未被固定的模糊度參數所對應的衛星觀測值進行剔除，將模糊度變化整數解中被固定的模糊度參數對應的衛星觀測值作為存在整周周跳的衛星觀測值，進行周跳修復。

2.如權利要求1所述的北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法，其特征在于：所述步驟S102的具體步驟中，包括：

S201：根據衛星的高度角，從高到低將所有衛星進行排序；

S202：選擇序號為i的衛星為參考衛星，計算得到剩余的每顆衛星與參考衛星的雙差觀測值；其中第一次選擇的參考衛星的序號i＝1；

S203：將各雙差觀測值的絕對值從小到大進行排序；

S204：若所有的衛星觀測值中有n顆不存在粗差，則從小到大依次選擇n-1顆衛星對應的雙差觀測值求均方根誤差，均方根誤差RMSE的計算公式如公式(1)所示：

S205：若均方根誤差RMSE小于預設值X1，則序號為i的參考衛星和參與均方根誤差計算的n-1顆衛星為不存在粗差的n顆衛星，到步驟S208；

S206：若均方根誤差RMSE大于等于預設值X1，則序號為i的參考衛星為存在粗差的衛星，將序號為i的參考衛星剔除，并判斷所有的衛星是否都已經遍歷；若是，則到步驟S208，否則，到步驟S207；

S207：將i更新為i+1，返回步驟S202；

S208：結束搜索。

3.如權利要求2所述的北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法，其特征在于：在步驟S205中，預設值X1的值為1cm。

4.如權利要求1所述的北斗和GPS觀測值周跳探測與修復方法，其特征在于：在步驟S104中，采用阻尼最小二乘法對存在粗差的衛星觀測值的模糊度變化參數求解的具體方法為：

對存在粗差的衛星觀測值設置模糊度變化參數，如公式(2)所示：

公式(2)中，為載波相位差分觀測值，i＝1,…,n；Δε為接收機噪聲和極小的未消除的誤差；e^x，e^y和e^z為三個分量的方向余弦；和分別為相鄰歷元間的各位置變化分量；Δt為相鄰歷元間的接收機鐘差變化值；λ是載波的波長；c是真空中的光速；

根據公式(2)，構建阻尼最小二乘法方程，如公式(3)所示：

其中，為待解算的未知量，代表鐘差變化加模糊度變化參數，其中，為模糊度變化浮點解；代表位置參數；P代表觀測值權陣，P的取值根據雙差觀測值的噪聲取值確定；A和B為系數矩陣，根據公式獲取；代表載波相位差分觀測值矩陣；P_X為阻尼因子，代表先驗坐標的權陣，P_X的計算如公式(4)：

其中，(σ_x σ_y σ_z)為相鄰歷元間標準差，為相鄰歷元間載波相位差分觀測值的單位權方差；

求解出公式(3)，即可得到模糊度變化浮點解和協方差矩陣，模糊度變化浮點解為t_N中剔除鐘差變化cΔt后剩下的部分，協方差矩陣為A^TPA+P_X的逆。