[發(fā)明專利]一種基于無電離層組合的三頻GNSS實時周跳固定技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910131040.2
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN109765589B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊福鑫;李亮;趙琳;程建華;賈春
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01S19/41
• 分類號: G01S19/41;G01S19/44
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本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)研究領(lǐng)域，具體涉及一種基于無電離層組合的三頻GNSS實時周跳固定技術(shù)，包括以下步驟：接收廣播星歷電文、實時精密衛(wèi)星修正電文和導(dǎo)航電文并解析；根據(jù)實時精密衛(wèi)星軌道和鐘差的修正量及主要誤差的模型化修正，提高偽距和載波相位觀測量的測距精度；在第k?1和第k個歷元間進行原始觀測量差分；構(gòu)建無電離層EWL組合；基于固定的超寬項周跳，構(gòu)建無電離層WL組合；基于固定的超寬項和寬巷周跳，構(gòu)建無電離層NL組合；本發(fā)明簡化了傳統(tǒng)多頻組合周跳探測和修復(fù)的步驟，提高了計算效率以及周跳在電離層擾動情況下的固定成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)研究領(lǐng)域，具體涉及一種基于無電離層組合的三頻GNSS實時周跳固定技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)現(xiàn)代化的發(fā)展，提供實時高精度的定位服務(wù)是GNSS未來發(fā)展的主要方向。載波相位觀測量對于高精度GNSS定位至關(guān)重要，例如實時動態(tài)(Real-time Kinematic，RTK)差分定位技術(shù)和精密單點定位(Precise Point Positioning，PPP)技術(shù)，因為它的量測精度可達(dá)mm級。在實際應(yīng)用中，由于信號失鎖等原因而導(dǎo)致的載波相位觀測量中出現(xiàn)整周模糊度不連續(xù)(即周跳)的現(xiàn)象，該現(xiàn)象可造成PPP定位精度以及RTK模糊度固定收斂時間的增加，進而降低高精度GNSS定位的性能。因此，周跳的探測與修復(fù)對于基于載波相位的高精度GNSS定位技術(shù)至關(guān)重要。

電離層延遲的處理是實現(xiàn)周跳探測與修復(fù)的關(guān)鍵因素之一，特別是在電離層閃爍或低采樣率情況下。目前，在周跳探測與修復(fù)方法中電離層抑制的手段包括：(1)引入外部修正信息，但受限于電離層模型精度，導(dǎo)致周跳探測與修復(fù)的可靠性降低，同時引入了通信的負(fù)擔(dān)。(2)將電離層延遲作為參數(shù)待估項，但該方法通常需要幾分鐘的時間才能獲取到相對準(zhǔn)確的電離層延遲誤差，難以滿足實時性的要求。(3)引入差分技術(shù)，但電離層閃爍將導(dǎo)致電離層延遲項的弱相關(guān)性，使得電離層修正后的殘差較大。(4)隨著GNSS現(xiàn)代化的發(fā)展，三頻及以上信號的播發(fā)為多頻觀測量組合的電離層抑制周跳探測與修復(fù)方法提供了便利，但現(xiàn)有的多頻觀測量組合方法通常假設(shè)在高采樣率下歷元間的電離層延遲可以忽略，而隨著歷元間隔的增加，勢必降低周跳探測與修復(fù)的可靠性。綜上所述，設(shè)計一種新型可解決電離層擾動的三頻周跳探測與修復(fù)技術(shù)具有相當(dāng)?shù)钠惹行浴?/p>

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于無電離層組合的三頻GNSS實時周跳固定方法，本方法同時采用實時精密衛(wèi)星軌道及鐘差修正信息、廣播星歷信息以及模型化修正的方法對原始偽距和載波相位觀測量中的主要誤差源進行修正。在此基礎(chǔ)上將修正后的三頻原始觀測量進行歷元差分，完成無電離層超寬巷(Extra-wide Lane，EWL)、寬巷(WideLane，WL)以及窄巷(Narrow Lane，NL)組合的構(gòu)建，并通過EWL、WL和NL周跳的線性關(guān)系，最終實現(xiàn)原始觀測量中周跳的確定。

一種基于無電離層組合的三頻GNSS實時周跳固定技術(shù)，包括以下步驟：

(1)實時接收廣播星歷電文、實時精密衛(wèi)星修正電文和導(dǎo)航電文并解析；

(2)根據(jù)實時精密衛(wèi)星軌道和鐘差的修正量及主要誤差的模型化修正，提高偽距和載波相位觀測量的測距精度；

(3)在第k-1和第k個歷元間進行原始觀測量差分；

(4)構(gòu)建無電離層EWL組合；

(5)基于固定的超寬項周跳，構(gòu)建無電離層WL組合；

(6)基于固定的超寬項和寬巷周跳，構(gòu)建無電離層NL組合；

(7)如果步驟(5)或步驟(6)固定周跳失敗，則等待到下一歷元，進行多歷元累積，直到步驟(5)和步驟(6)固定成功為止；

(8)利用EWL、WL和NL周跳的線性關(guān)系計算各原始觀測量中的周跳值。