[發明專利]一種高效可靠的多頻多模GNSS觀測值協方差陣估計方法

有效

• 申請號: 201911043261.0
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110764124B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 章浙濤;蔣彌;何秀鳳;沈月千;吳懌昊
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01S19/41
• 分類號: G01S19/41;G01S19/42
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 俞翠華

本發明公開了一種高效可靠的多頻多模GNSS觀測值協方差陣估計方法，包括獲取多頻多模GNSS觀測值；根據多頻多模GNSS觀測值，構建第一協方差陣；根據定位時觀測值類型與多頻多模GNSS觀測值之間的關系，通過協方差傳播定律，將數學相關性引入第一協方差陣，得到第二協方差陣；提取第二協方差陣的物理相關性系數；對提取到的物理相關性系數，進行顯著性檢驗；保留通過顯著性檢驗的物理相關性系數，并基于保留的顯著性檢驗的物理相關性系數形成第三協方差陣；利用矩陣變換的方式，將第三協方差陣變換為分塊對角矩陣，獲得最終的觀測值的協方差陣；將最終的觀測值的協方差陣代入GNSS解算數學模型中。本發明具有高計算效率，高可靠性等優點，為用戶提供精密衛星導航定位服務。

技術領域

本發明涉及用于衛星導航定位技術中觀測值協方差陣構建技術領域，具體涉及一種高效可靠的多頻多模GNSS觀測值協方差陣估計方法。

背景技術

在GNSS(Global?Navigation?Satellite?System)導航定位中，確定隨機模型，也就是構建觀測值協方差陣是非常重要的一步。只有構建正確的協方差陣，才能實現高精度高可靠性衛星導航定位。隨著多頻多模GNSS的發展，觀測值數量大大增加，導致相應的協方差陣的維數也成倍膨脹，這勢必增加了構建多頻多模GNSS觀測值協方差陣的難度。

目前，觀測值協方差陣中的元素往往通過經驗地和被動地方式進行估計。如在實時動態差分(Real-Time?Kinematic，RTK)定位中，由于雙差解算會引起數學相關性，因此僅將數學相關性考慮進協方差元素中。為了獲得可靠的方差協方差分量，尤其是在具有多種觀測值類型時，常用方差協方差分量估計(Variance-covariance?Component?Estimation，VCE)的方法等。當需要更符合實際的協方差陣時，還需要考慮物理相關性，即空間相關性、交叉相關性和時間相關性。

然而，針對多頻多模GNSS觀測值，高效準確地估計相應的協方差陣，仍然有問題需要進一步解決。首先，在協方差陣中由于有太多物理相關性需要估計，用戶很難對所有這些相關性進行估計，尤其是在多頻多模GNSS應用場景中，由于可能需要使用VCE，這些估計出來的方差或協方差元素將會不穩定甚至沒有意義。其次，對該協方差陣求逆會導致巨大的計算量，因此該時間相關的協方差矩陣需要被轉換到非時間相關的分塊對角矩陣。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種高效可靠的多頻多模GNSS觀測值協方差陣估計方法，切實提高了GNSS應用的可用性和準確性。

為了實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種高效可靠的多頻多模GNSS觀測值協方差陣估計方法，包括：

獲取多頻多模GNSS觀測值；

根據所述多頻多模GNSS觀測值，構建第一協方差陣；

根據定位時觀測值類型與所述多頻多模GNSS觀測值之間的關系，通過協方差傳播定律，將數學相關性引入所述第一協方差陣，得到第二協方差陣；

提取所述第二協方差陣的物理相關性系數；

對提取到的物理相關性系數，進行顯著性檢驗；

保留通過顯著性檢驗的物理相關性系數，并基于保留的顯著性檢驗的物理相關性系數形成第三協方差陣；

利用矩陣變換的方式，將所述第三協方差陣變換為分塊對角矩陣，獲得最終的觀測值的協方差陣；

將所述最終的觀測值的協方差陣代入GNSS解算數學模型中，完成導航定位。

作為本發明的進一步改進，所述多頻多模GNSS觀測值包括不同衛星系統和不同頻率的各類原始觀測值。

作為本發明的進一步改進，所述第一協方差陣的主對角線上為方差元素，非主對角線上為協方差元素。