[發明專利]GNSS中載波相位的平滑處理方法和裝置

有效

• 申請號: 202010134170.4
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111399018B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 孫峰;李麗媛;陳孔哲;王獻中;趙娜
• 申請（專利權）人: 和芯星通科技（北京）有限公司;和芯星通（上海）科技有限公司
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44;G01S19/30
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張建秀;栗若木

本申請實施例公開了一種GNSS中載波相位的平滑處理方法和裝置。所述裝置包括：獲取模塊，用于獲取GNSS接收機在當前歷元時刻的偽距測量值和載波相位測量值；第一濾波模塊，用于對所述偽距觀測值執行平滑次數為n₁的載波相位平滑處理，得到第一偽距平滑值；第二濾波模塊，用于對所述偽距觀測值執行平滑次數為n₂的載波相位平滑處理，得到第二偽距平滑值；第三濾波模塊，選擇平滑次數n₁、n₂中數值大的平滑處理操作得到的偽距值為輸入量，并利用預先獲取的偏差值對所述輸入量進行補償操作，得到最終的偽距平滑值；其中，T為平滑窗口的上限值，n₁、n₂和T為正整數。

技術領域

本申請實施例涉及信息處理領域，尤指一種GNSS中載波相位的平滑處理方法和裝置。

背景技術

在GNSS(Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統)觀測中，載波相位的測量噪聲比偽距大2個數量級，且載波相位受多路徑誤差的影響不超過波長的1/4，而偽距多路徑效應卻可能達到2.5個碼元長度。為有效提高偽距觀測量的精度且平滑后偽距值不存在初始整周模糊度，可以利用高精度載波相位觀測值對偽距值進行平滑，該技術在GNSS領域得到了廣泛應用。

Hatch濾波是目前應用最廣的相位平滑偽距方法。對于單頻GNSS用戶，如果直接采用Hatch濾波進行單頻載波平滑單頻偽距，由于電離層折射對碼偽距和載波相位的相反作用，電離層延遲變化引起的系統偏差會逐歷元累積增大，且積累速度的快慢與平滑時間常數成正比。若單頻Hatch濾波持續運行時間過長，平滑后偽距值會發散，系統偏差會完全抵消算法抑制多路徑和測量噪聲的改善效果，甚至導致平滑后的偽距誤差比原始偽距更大。因此，單頻Hatch濾波必須選擇合理的平滑時間窗口，在平滑歷元數累積達到窗口上限時復位并重新開始平滑運算。

針對單頻Hatch濾波發散的問題，在Hatch濾波基礎上提出了Divergence-FreeSmoother(DFS)濾波和Ionosphere-Free Smoother(IFS)濾波：DFS通過雙頻載波相位平滑單頻偽距觀測值消除相位電離層延遲影響，IFS通過雙頻消電離層載波組合平滑雙頻消電離層偽距組合。由于消除了電離層延遲誤差變化的影響，雙頻載波相位平滑偽距的Hatch濾波均不受平滑時間窗口的限制。Code Noise and Multipath Correction(CNMC)濾波利用雙頻載波相位組合計算每個歷元的電離層延延遲誤差，在消除相位和偽距電離層差異影響的同時平滑單頻偽距，其本質上和DFS濾波是相同的。但DFS和CNMC兩種濾波方法均需要利用雙頻相位組合消除單頻偽距的電離層誤差，給平滑偽距結果引入了放大的相位隨機誤差；并且IFS濾波在雙頻組合時又同時引入了兩個頻點的偽距觀測誤差，導致濾波后平滑偽距觀測量的系統誤差和噪聲較DFS濾波放大更多。另外，雙頻載波相位Hatch濾波要求兩個頻點的載波信號均連續，其中任一個觀測量中斷或跳變，均會導致濾波終止并重新開始平滑運算。

發明內容

為了解決上述任一技術問題，本申請實施例提供了一種GNSS中載波相位的平滑處理方法和裝置。

為了達到本申請實施例目的，本申請實施例提供了一種GNSS中載波相位的平滑處理裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取GNSS接收機在當前歷元時刻的偽距測量值和載波相位測量值；

第一濾波模塊，用于對所述偽距觀測值執行平滑次數為n₁的載波相位平滑處理，得到第一偽距平滑值；

第二濾波模塊，用于對所述偽距觀測值執行平滑次數為n₂的載波相位平滑處理，得到第二偽距平滑值；

第三濾波模塊，選擇平滑次數n₁、n₂中數值大的平滑處理操作得到的偽距值為輸入量，并利用預先獲取的偏差值對所述輸入量進行補償操作，得到最終的偽距平滑值；