[發(fā)明專利]一種基于星座間作差的組合精密單點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910379530.4
• 申請(qǐng)日: 2019-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN110018507B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂銳;盧曉春;張睿;韓軍強(qiáng);范麗紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心
• 主分類號(hào): G01S19/44
• 分類號(hào): G01S19/44
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽(yáng)陽(yáng)

1.一種基于星座間作差的組合精密單點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述定位方法包括：

獲取觀測(cè)站上觀測(cè)到的不同星座的原始觀測(cè)值以及輔助參數(shù)；所述原始觀測(cè)值包括：偽距和載波相位觀測(cè)值；所述輔助參數(shù)包括：衛(wèi)星軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘差、地球自轉(zhuǎn)參數(shù)以及接收機(jī)天線參數(shù)；

基于所述輔助參數(shù)對(duì)所述原始觀測(cè)值進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢查、相位觀測(cè)值周跳探測(cè)以及粗差剔除，得到預(yù)處理后的原始觀測(cè)值；

對(duì)所述預(yù)處理后的原始觀測(cè)值進(jìn)行無(wú)電離組合，形成單個(gè)星座的無(wú)電離層組合觀測(cè)；

對(duì)所述單個(gè)星座的無(wú)電離層組合觀測(cè)進(jìn)行星座間差分，得到星座間差分的觀測(cè)模型；

基于所述星座間差分的觀測(cè)模型確定對(duì)應(yīng)的誤差觀測(cè)方程；

獲取觀測(cè)站概略位置和觀測(cè)值噪聲；

基于所述衛(wèi)星軌道參數(shù)和所述觀測(cè)站概略位置確定各顆衛(wèi)星的高度角；

基于所述各顆衛(wèi)星的高度角和所述觀測(cè)值噪聲，確定每組系統(tǒng)間差分觀測(cè)值的隨機(jī)模型；

所述隨機(jī)模型具體表示如下：

其中，a_A、a_B為觀測(cè)值噪聲大小，E_A,E_B為衛(wèi)星高度大小，角標(biāo)_p代表偽距觀測(cè)，代表相位觀測(cè)；

基于所述隨機(jī)模型確定權(quán)矩陣；

基于所述誤差觀測(cè)方程和所述權(quán)矩陣采用最小二乘法對(duì)位置參數(shù)、星座間差分模糊度參數(shù)以及對(duì)流層參數(shù)進(jìn)行估計(jì)；

基于所述估計(jì)后的位置參數(shù)、星座間差分模糊度參數(shù)以及對(duì)流層參數(shù)，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星座間作差的組合精密單點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述星座間差分的觀測(cè)模型具體表示如下：

其中，P為無(wú)電離層組合的偽距、φ為無(wú)電離層組合的相位觀測(cè)值，角標(biāo)i和角標(biāo)j代表衛(wèi)星號(hào)，ρ表示衛(wèi)星和接收機(jī)天線間的站星幾何距離，A和B代表不同的GNSS系統(tǒng)，代表GNSS系統(tǒng)A和GNSS系統(tǒng)B之間的時(shí)差參數(shù)信息，T為對(duì)流層延遲，M為對(duì)流層映射系數(shù)，λ為波長(zhǎng)，N為組合模糊度參數(shù)，ε_P為偽距的觀測(cè)噪音、為相位的觀測(cè)噪音，other表示包含相對(duì)論、潮汐、天線相位中心、對(duì)流層和地球自轉(zhuǎn)誤差的總和。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星座間作差的組合精密單點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述誤差觀測(cè)方程具體表示如下：

V＝EX-L，其中，V為殘差矢量，E為未知參數(shù)的系數(shù)矩陣、X為未知參數(shù)矢量，L為常數(shù)項(xiàng)矢量；

a_x,a_y,a_z為觀測(cè)站和接收機(jī)方向的單位矢量，l為觀測(cè)值扣除誤差后的最小常數(shù)項(xiàng)，角標(biāo)i和角標(biāo)j代表衛(wèi)星號(hào)，M為對(duì)流層映射系數(shù)，λ為波長(zhǎng)，N為組合模糊度參數(shù)，A和B代表不同的GNSS系統(tǒng)、P為無(wú)電離組合的偽距，T為對(duì)流層延遲。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星座間作差的組合精密單點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述權(quán)矩陣具體表示如下：

Q＝D^-1，D表示隨機(jī)模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星座間作差的組合精密單點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述基于所述誤差模型和所述權(quán)矩陣采用最小二乘法對(duì)所述觀測(cè)模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)定位具體采用如下表達(dá)式：

X＝(T(E)QE)^-1*(T(E)QL)，其中，Q為權(quán)矩陣，T為矩陣轉(zhuǎn)置符號(hào)，X為未知參數(shù)，E為未知參數(shù)的系數(shù)矩陣，L為常數(shù)項(xiàng)矢量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星座間作差的組合精密單點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述定位方法在所述基于所述誤差觀測(cè)方程和所述權(quán)矩陣采用最小二乘法對(duì)位置參數(shù)、星座間差分模糊度參數(shù)以及對(duì)流層參數(shù)進(jìn)行估計(jì)之后還包括：

對(duì)所述觀測(cè)模型中的相對(duì)論、潮汐、天線相位中心、對(duì)流層和地球自轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行修正。