[發明專利]一種基于系統間隨機模型在線估計調整的多模精密單點定位方法

在審

• 申請號: 201910384638.2
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110018501A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 李亮;楊福鑫;趙琳;程建華;李慧;丁繼成
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于系統間隨機模型在線估計調整的多模精密單點定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、將GNSS各系統觀測值進行分類，并按照驗前方差確定的權值模型進行初次定權；

步驟2、按照給定的權陣進行定位；

步驟3、根據定位結果計算觀測值的單位權方差，進行驗前方差權值確定性檢驗；

步驟4、基于Helmert方差估計理論判斷驗前方差和權方差是否相等，若不等則根據前一次迭代的單位權方差重新定權；

步驟5、基于抗差估計法處理粗差思想、采用降權因子對迭代時后驗因子殘差值最大的觀測量進行等價權處理，來降低系統參數估計的貢獻；

步驟6、重復步驟3和步驟4，直至單位權方差相等時迭代結束，并輸出方差，最終分配各系統的權重，更新系統的隨機模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于系統間隨機模型在線估計調整的多模精密單點定位方法，其特征在于，所述步驟1包括：

步驟1.1、通過GNSS線性化后系統的誤差方程和隨機模型，以及不同GNSS系統的觀測值和對應的權值得到對應的誤差方程：

其中：v_i—導航系統i所對應的位置誤差向量；A_i—導航系統i的觀測矩陣；l_i—分別為狀態量的估計值、導航系統i所對應的觀測量；

步驟1.2、三種不同的導航系統對應的隨機模型協方差值分別為P₁、P₂、P₃，則有：

式中：l、v、A分別由三個導航系統的觀測量、誤差向量和觀測矩陣組成，N以及N_i是用于解析表達的中間變量，W_i和W分別是對應系統i以及全部系統的法方程解，P是P₁、P₂、P₃組成的隨機模型協方差陣；

步驟1.3、將GNSS各系統觀測值進行分類，并按照驗前方差確定的權值模型進行初次定權。

3.根據權利要求2所述的一種基于系統間隨機模型在線估計調整的多模精密單點定位方法，其特征在于：所述步驟2具體包括：

在獲得初權后，通過步驟1中給定的權陣進行多模精密單點定位計算，數據處理時以GPST作為時間參考，在其他系統的GNSS觀測方程中引入系統時間偏差，然后將多模GNSS精密單點定位觀測方程重新參數化并修正硬件延遲偏差，得到真正的精密單點定位方程。

4.根據權利要求3所述的一種基于系統間隨機模型在線估計調整的多模精密單點定位方法，其特征在于：步驟3所述計算觀測值的單位權方差具體包括：

采用各系統所對應的單位方差對比確定驗前方差確定的權值是否正確，單位權方差值表示為：

其中：—導航系統i所對應的單位權方差值，比較各系統所對應的單位權方差值是否相等，若不等則進行迭代，進行步驟4；反之將此P作為結果輸出。

5.根據權利要求4所述的一種基于系統間隨機模型在線估計調整的多模精密單點定位方法，其特征在于，步驟4中所述根據前一次迭代的單位權方差重新定權具體包括以下步驟：

步驟4.1、利用每次平差后各類改正數的平方和來估計根據數理統計，改正數的額與單位權方差具有以下關系：

式中：

步驟4.2、通過計算出來的值對觀測值依下列方式進行重新定權：

其中：—Helmert方差估計理論迭代之后系統i的權值。

6.根據權利要求5所述的一種基于系統間隨機模型在線估計調整的多模精密單點定位方法，其特征在于，步驟5中所述觀測量對應的權值為：

其中：f—自適應降權因子；

采用IGGIII抗差估計函數模型完成降權，對每次迭代時后驗殘差值最大的觀測量進行等價權處理，降低對系統參數估計的貢獻；模型函數為：

其中：k₁、k₂—閾值常數，可取k₁＝1.5～2.5，k₂＝2.5～8.5；v—標準化殘差；σ—方差因子；

在系統迭代過程中，σ的取值為：

σ＝med(|v_i|)/0.6745

通過參數重置和等價權處理后得到新的權陣。