[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

本發明涉及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，屬于空間定位導航技術領域。包括將GNSS各系統觀測值進行分類，按照驗前方差確定的權值模型進行初次定權；按照給定的權陣進行定位；根據定位結果計算觀測值的單位權方差；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；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；對觀測值進行重新平差直到單位權方差相等，最終分配各系統權重，更新系統隨機模型。本發明充分利用多系統隨機模型誤差相關特性，進行多系統隨機模型的實時動態權值配比，同時采用IGGIII模型的抗差Helmert方差估計法降低粗差對定位結果的影響，提高了定位精度及可靠性。

技術領域

本發明涉及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，屬于空間定位導航技術領域。

背景技術

導航領域技術的探索和開發對國家發展戰略具有深遠意義。面對實時精準位置測量的巨大需求，亟需開展為車載駕駛、航空航天、深海勘探等提供高精度定位方法的研究。基于載波相位觀測值的精密單點定位方法，以定位精度高、作用范圍廣和成本控制低等優點成為有效實現實時定位的方法之一。考慮到單系統精密單點定位精度約2cm，導致定位精度受限，進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，提出多系統精密單點定位技術，將精密單點定位精度提高約0.5cm。

然而，以上技術旨在提高精密單點定位精度，并未考慮非模型化誤差對精密單點定位可靠性影響。針對苛刻環境，系統隨機性強、應用場景復雜等問題使得簡單模型無法精確還原真實動態場景，從而影響多系統精密單點定位可靠性。由于系統間所受的多種干擾因素在模型空間內具有相關性，如何充分利用此種誤差統計特性，是真正意義上提高多系統精密單點定位精度的關鍵所在。綜上所述，設計一種新型基于多系統隨機模型誤差統計特性的精密單點定位技術具有相當的迫切性。

發明內容

本發明的目的是為了提高精密單點定位精度和定位可靠性而提供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。

本發明的目的是這樣實現的，具體包括以下步驟：

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。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1、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：