[發(fā)明專利]一種基于系統(tǒng)間隨機(jī)模型在線估計(jì)調(diào)整的多模精密單點(diǎn)定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910384638.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110018501A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亮;楊福鑫;趙琳;程建華;李慧;丁繼成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/37
• 分類號(hào): G01S19/37
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于系統(tǒng)間隨機(jī)模型在線估計(jì)調(diào)整的多模精密單點(diǎn)定位方法，屬于空間定位導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。包括將GNSS各系統(tǒng)觀測(cè)值進(jìn)行分類，按照驗(yàn)前方差確定的權(quán)值模型進(jìn)行初次定權(quán)；按照給定的權(quán)陣進(jìn)行定位；根據(jù)定位結(jié)果計(jì)算觀測(cè)值的單位權(quán)方差；判斷驗(yàn)前方差和權(quán)方差是否相等，若不等則根據(jù)前一次迭代的單位權(quán)方差重新定權(quán)；采用降權(quán)因子對(duì)迭代時(shí)后驗(yàn)因子殘差值最大的觀測(cè)量進(jìn)行等價(jià)權(quán)處理；對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行重新平差直到單位權(quán)方差相等，最終分配各系統(tǒng)權(quán)重，更新系統(tǒng)隨機(jī)模型。本發(fā)明充分利用多系統(tǒng)隨機(jī)模型誤差相關(guān)特性，進(jìn)行多系統(tǒng)隨機(jī)模型的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)權(quán)值配比，同時(shí)采用IGGIII模型的抗差Helmert方差估計(jì)法降低粗差對(duì)定位結(jié)果的影響，提高了定位精度及可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于系統(tǒng)間隨機(jī)模型在線估計(jì)調(diào)整的多模精密單點(diǎn)定位方法，屬于空間定位導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

導(dǎo)航領(lǐng)域技術(shù)的探索和開(kāi)發(fā)對(duì)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略具有深遠(yuǎn)意義。面對(duì)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)位置測(cè)量的巨大需求，亟需開(kāi)展為車載駕駛、航空航天、深海勘探等提供高精度定位方法的研究。基于載波相位觀測(cè)值的精密單點(diǎn)定位方法，以定位精度高、作用范圍廣和成本控制低等優(yōu)點(diǎn)成為有效實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位的方法之一。考慮到單系統(tǒng)精密單點(diǎn)定位精度約2cm，導(dǎo)致定位精度受限，進(jìn)而限制用戶端的定位性能，因而有人在提高定位精度的考慮下，提出多系統(tǒng)精密單點(diǎn)定位技術(shù)，將精密單點(diǎn)定位精度提高約0.5cm。

然而，以上技術(shù)旨在提高精密單點(diǎn)定位精度，并未考慮非模型化誤差對(duì)精密單點(diǎn)定位可靠性影響。針對(duì)苛刻環(huán)境，系統(tǒng)隨機(jī)性強(qiáng)、應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜等問(wèn)題使得簡(jiǎn)單模型無(wú)法精確還原真實(shí)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，從而影響多系統(tǒng)精密單點(diǎn)定位可靠性。由于系統(tǒng)間所受的多種干擾因素在模型空間內(nèi)具有相關(guān)性，如何充分利用此種誤差統(tǒng)計(jì)特性，是真正意義上提高多系統(tǒng)精密單點(diǎn)定位精度的關(guān)鍵所在。綜上所述，設(shè)計(jì)一種新型基于多系統(tǒng)隨機(jī)模型誤差統(tǒng)計(jì)特性的精密單點(diǎn)定位技術(shù)具有相當(dāng)?shù)钠惹行浴?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提高精密單點(diǎn)定位精度和定位可靠性而提供一種基于系統(tǒng)間隨機(jī)模型在線估計(jì)調(diào)整的多模精密單點(diǎn)定位方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，具體包括以下步驟：

步驟1、將GNSS各系統(tǒng)觀測(cè)值進(jìn)行分類，并按照驗(yàn)前方差確定的權(quán)值模型進(jìn)行初次定權(quán)；

步驟2、按照給定的權(quán)陣進(jìn)行定位；

步驟3、根據(jù)定位結(jié)果計(jì)算觀測(cè)值的單位權(quán)方差，進(jìn)行驗(yàn)前方差權(quán)值確定性檢驗(yàn)；

步驟4、基于Helmert方差估計(jì)理論判斷驗(yàn)前方差和權(quán)方差是否相等，若不等則根據(jù)前一次迭代的單位權(quán)方差重新定權(quán)；

步驟5、基于抗差估計(jì)法處理粗差思想、采用降權(quán)因子對(duì)迭代時(shí)后驗(yàn)因子殘差值最大的觀測(cè)量進(jìn)行等價(jià)權(quán)處理，來(lái)降低系統(tǒng)參數(shù)估計(jì)的貢獻(xiàn)；

步驟6、重復(fù)步驟3和步驟4，直至單位權(quán)方差相等時(shí)迭代結(jié)束，并輸出方差，最終分配各系統(tǒng)的權(quán)重，更新系統(tǒng)的隨機(jī)模型。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1、所述步驟1包括：

步驟1.1、通過(guò)GNSS線性化后系統(tǒng)的誤差方程和隨機(jī)模型，以及不同GNSS系統(tǒng)的觀測(cè)值和對(duì)應(yīng)的權(quán)值得到對(duì)應(yīng)的誤差方程：

其中：v_i—導(dǎo)航系統(tǒng)i所對(duì)應(yīng)的位置誤差向量；A_i—導(dǎo)航系統(tǒng)i的觀測(cè)矩陣；l_i—分別為狀態(tài)量的估計(jì)值、導(dǎo)航系統(tǒng)i所對(duì)應(yīng)的觀測(cè)量；

步驟1.2、三種不同的導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)模型協(xié)方差值分別為P₁、P₂、P₃，則有：