[發明專利]一種三頻RTK單歷元模糊度快速搜索方法

有效

• 申請號: 201911316998.5
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN110954932B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 徐彥田;程鵬飛;秘金鐘;成英燕;張海平
• 申請（專利權）人: 中國測繪科學研究院
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國強

本發明公開了一種三頻RTK單歷元模糊度快速搜索方法，涉及衛星導航定位系統，包括以下步驟：GNSS RTK定位消除鐘差和削弱大氣延遲的影響,計算偽距雙差觀測值、超寬巷觀測值和寬巷觀測值，并獲取觀測方程；采用獲得的超寬巷觀測值和寬巷觀測值對超寬巷模糊度初值、寬巷模糊度初值以及基本頻點模糊度初值進行計算；基于模糊度初值建立模糊度的搜索空間，并對已建立的搜索空間進行模糊度搜索，得到模糊度固定解，從而快速確定位置。該方法克服了三頻RTK模糊度固定過程中模糊度固定錯誤的問題，尤其是動態測量過程中觀測噪聲較大以及低高度角衛星的模糊度固定，實現了三頻RTK單歷元模糊度快速準確固定。

技術領域

本發明涉及衛星導航定位領域，尤其涉及一種三頻RTK單歷元模糊度快速搜索方法。

背景技術

國內外相關領域三頻模糊度固定算法研究主要分為兩類：一是無幾何模型的常規TCAR法(Three carrier ambiguity resolution)，一是基于幾何模型的LAMBDA搜索法。兩種方法都遵從長波長到基本頻點波長逐級遞推模糊度解算的原理，一般分為三級超寬巷、寬巷和基本頻點，但兩種方法每步單個波長模糊度固定時其算法不同。

無幾何模型的常規TCAR每顆衛星為獨立解算單元，從衛星偽距觀測值開始，用其作為距離基準解算超寬巷模糊度，超寬巷觀測值作為基準解算寬巷模糊度，寬巷觀測值作為基準解算基本頻點模糊度，每步模糊度固定的關鍵是采用浮點解直接取整法固定，不涉及模糊度的搜索；幾何模型LAMBDA搜索法所有衛星組成觀測方程的幾何模型，所有衛星間建立數學關系，綜合解算出所有衛星的模糊度初始值和相應的方差陣，再用LAMBDA法搜索固定整周模糊度，解算步驟同樣從超寬巷到基本頻點。

常規TCAR方法模糊度固定原理簡單、快速，模糊度初值浮點解相對準確，誤差源于前一項和觀測值自身誤差，采用模糊度直接取整的簡單固定方式容易出現模糊度誤判現象，模糊度固定尤其第二步寬巷模糊度固定錯誤率大。基于幾何模型的LAMBDA方法每步需要大量模糊度搜索，計算復雜，并且LAMBDA最優的模糊度固定準則Ratio值難于給定，Ratio給的高了固定率低，給的低了容易導致模糊度固定錯誤。兩種方法每步間都假定前一步長波模糊度固定正確，步與步之間沒有產生關系，未將模糊度固定錯誤作為粗差項進行分析，剔除不對模糊度，提高模糊度固定的正確率。總體而言，兩種方法對于三頻RTK模糊度固定存在較大概率的誤判，并且不發區分出來錯誤。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三頻RTK單歷元模糊度快速搜索方法，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種三頻RTK單歷元模糊度快速搜索方法，包括以下步驟：

S1,GNSS RTK定位消除鐘差和削弱大氣延遲的影響,計算偽距雙差觀測值、超寬巷觀測值和寬巷觀測值，并獲取觀測方程；

S2,采用步驟S1中獲得的超寬巷觀測值和寬巷觀測值對超寬巷模糊度初值、寬巷模糊度初值以及基本頻點模糊度初值進行計算；

S3，基于步驟S2中計算得到的模糊度初值建立模糊度的搜索空間，并對已建立的搜索空間進行模糊度搜索，得到模糊度固定解，從而快速確定位置。

優選地，步驟S1中采用的觀測方程包括偽距雙差方程和相位雙差方程，所述偽距雙差方程如式(1)所示，所述相位雙差方程如式(2)所示：

其中：為站星間雙差算子，ρ為偽距，為相位，λ為波長，N為模糊度，i為頻點標示，r為站星間幾何距離，d為差分后殘差，包括大氣延遲殘差、多路徑誤差和觀測噪聲。

優選地，步驟S2具體包括以下步驟：

S21，以偽距觀測值作為距離基準，通過超寬巷觀測值解算超寬巷模糊度初值；