[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于組合和非組合混合觀測(cè)模型的精密單點(diǎn)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010201766.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111273327B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建華;趙龍;胡彩波;張且且;李躍躍;韋官余;薛潤(rùn)民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍61081部隊(duì);北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S19/42
• 分類(lèi)號(hào): G01S19/42;G01S19/41;G01S19/32;G01S19/33
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于組合和非組合混合觀測(cè)模型的精密單點(diǎn)定位方法，包括：通過(guò)融合偽距和載波相位的非差非組合觀測(cè)量、以及無(wú)電離層組合觀測(cè)量，構(gòu)建組合/非組合信息的混合觀測(cè)模型；根據(jù)所述組合/非組合信息的混合觀測(cè)模型，利用Kalman濾波器對(duì)精密單點(diǎn)定位狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行遞推估計(jì)；所述精密單點(diǎn)定位狀態(tài)參數(shù)包括：接收機(jī)的三維坐標(biāo)、接收機(jī)鐘差、對(duì)流層延遲、各衛(wèi)星斜路徑上的電離層延遲、各衛(wèi)星L1頻率信號(hào)載波相位模糊度和L2頻率信號(hào)載波相位模糊度。該方法融合了組合和非組合觀測(cè)模型各自的優(yōu)點(diǎn)，提高了精密單點(diǎn)定位算法的適應(yīng)性和定位性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星精密導(dǎo)航定位領(lǐng)域，特別涉及一種通過(guò)融合非組合和組合觀測(cè)量建立組合/非組合混合觀測(cè)模型，提高精密單點(diǎn)定位算法的適應(yīng)性和定位性能的一種方法，具體為一種基于組合和非組合混合觀測(cè)模型的精密單點(diǎn)定位方法。

背景技術(shù)

精密單點(diǎn)定位是一種基于精密星歷和鐘差產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高精度定位的一種技術(shù)方法。由于PPP技術(shù)在精密定位方面有很多優(yōu)勢(shì)，例如只需要單臺(tái)接收機(jī)、無(wú)需架設(shè)地面基準(zhǔn)站、作業(yè)距離不受限制和成本低等，因此在廣域精密單點(diǎn)定位、地震監(jiān)測(cè)、水汽反演和電離層監(jiān)測(cè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，并已逐漸成為衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向之一。

在精密單點(diǎn)定位中，觀測(cè)函數(shù)模型反映觀測(cè)量與待估參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，它是實(shí)現(xiàn)精密定位解算的關(guān)鍵。無(wú)電離層組合模型是最早提出一種精密單點(diǎn)定位觀測(cè)函數(shù)模型，它通過(guò)對(duì)雙頻觀測(cè)數(shù)據(jù)的線性組合消除了電離層延遲，是目前應(yīng)用最為廣泛也是應(yīng)用最為成熟的一種函數(shù)模型。但由于該模型需要雙頻觀測(cè)數(shù)據(jù)，使其只能用于雙頻GNSS接收機(jī)。此外，由于該模型對(duì)雙頻觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性組合，放大了觀測(cè)噪聲同時(shí)也降低了觀測(cè)量利用效率。近年來(lái)，研究人員針對(duì)傳統(tǒng)無(wú)電離層組合模型存在的問(wèn)題，又先后提出來(lái)多種PPP定位函數(shù)模型，例如Uofc模型、歷元間差模型、星間差模型、星間歷元間差模型以及非差非組和模型等。在眾多觀測(cè)模型中，非差非組合模型由于采用原始偽距和載波相位的觀測(cè)方程避免了觀測(cè)量之間線性組合放大觀測(cè)噪聲的弊端，同時(shí)在僅有單頻觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)也能進(jìn)行精密定位解算，對(duì)觀測(cè)信息具有較高的利用效率。基于上述優(yōu)點(diǎn)，非差非組合模型近年來(lái)得到廣泛的關(guān)注和研究。然而，非差非組合模型由于額外增加了對(duì)電離層延遲參數(shù)的估計(jì)，目前其實(shí)際定位性能并不穩(wěn)定。總而言之，上述中提到的各種函數(shù)模型均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中通常是根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同選擇單一函數(shù)模型進(jìn)行PPP定位解算，這使得PPP算法的場(chǎng)景適應(yīng)性較弱，定位性能也有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于組合和非組合混合觀測(cè)模型的精密單點(diǎn)定位方法，以解決采用單一函數(shù)模型精密定位算法的適應(yīng)性差的問(wèn)題，并進(jìn)一步改善精密單點(diǎn)定位算法的定位性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于組合和非組合混合觀測(cè)模型的精密單點(diǎn)定位方法，包括以下步驟：

S1：通過(guò)融合偽距和載波相位的非差非組合觀測(cè)量、以及無(wú)電離層組合觀測(cè)量，構(gòu)建組合/非組合信息的混合觀測(cè)模型；

S2：根據(jù)所述組合/非組合信息的混合觀測(cè)模型，利用Kalman濾波器對(duì)精密單點(diǎn)定位狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行遞推估計(jì)；所述精密單點(diǎn)定位狀態(tài)參數(shù)包括：接收機(jī)的三維坐標(biāo)、接收機(jī)鐘差、對(duì)流層延遲、各衛(wèi)星斜路徑上的電離層延遲、各衛(wèi)星L1頻率信號(hào)載波相位模糊度和L2頻率信號(hào)載波相位模糊度。

進(jìn)一步地，步驟S1中，融合偽距和載波相位的非差非組合觀測(cè)量，包括：

根據(jù)非差非組合模型，采用原始偽距和載波相位觀測(cè)量，融合為非差非組合觀測(cè)；所述非差非組合模型的觀測(cè)方程分別為：