[發(fā)明專利]一種聯(lián)合BDS2/BDS3的精密單點(diǎn)定位方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010738160.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111736183A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何勱航;孫付平;肖凱;朱新慧;張倫東;張耀春
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01S19/32
• 分類號: G01S19/32;G01S19/42
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發(fā)明涉及一種聯(lián)合BDS2/BDS3的精密單點(diǎn)定位方法和裝置，屬于衛(wèi)星定位技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用兼容和共用的原則，利用兩類衛(wèi)星定位系統(tǒng)共有的信號，進(jìn)行聯(lián)合定位；對于某一類衛(wèi)星定位系統(tǒng)獨(dú)有的信號，單獨(dú)采用消電離層PPP模型進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)行單獨(dú)定位；將兩種結(jié)果進(jìn)行加權(quán)融合，融合后的定位結(jié)果即為最終的定位結(jié)果。本發(fā)明充分利用了兩類衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號，保證了精密單點(diǎn)定位的精度和連續(xù)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聯(lián)合BDS2/BDS的精密單點(diǎn)定位方法和裝置，屬于衛(wèi)星定位技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是我國自主研發(fā)，獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以為廣大用戶提供實(shí)時(shí)高精度的三維位置和速度，在定位導(dǎo)航、精密農(nóng)業(yè)、電力檢測、時(shí)間傳輸、武器裝備等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)遵循“三步走”戰(zhàn)略，于2012年底北斗二號(BDS2)系統(tǒng)建設(shè)完成并且在亞太地區(qū)提供RNSS服務(wù)和RDSS服務(wù)。2020年6月，將發(fā)射北斗三號(BDS3)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星，屆時(shí)北斗三號衛(wèi)星全部發(fā)射完畢，將提供全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位、授時(shí)服務(wù)、短報(bào)文通訊等服務(wù)[1]。

北斗二號空間星座主要由5顆GEO衛(wèi)星、5顆IGSO衛(wèi)星和3顆MEO衛(wèi)星組成，因?yàn)镚EO衛(wèi)星和IGSO衛(wèi)星軌道較高，定軌精度較差，在精密單點(diǎn)定位(Precise Point Positioning,PPP)中主要往往對此兩類衛(wèi)星觀測值進(jìn)行降權(quán)或者舍棄處理，但是BDS2的MEO衛(wèi)星數(shù)量少，所以北斗PPP的定位精度和收斂性相較GPS要差。北斗三號空間星座由3顆GEO衛(wèi)星、3顆IGSO衛(wèi)星和24顆MEO衛(wèi)星組成。當(dāng)前處于北斗二號到北斗三號系統(tǒng)過渡期間，兩類衛(wèi)星都共存。如何實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合解算以提高北斗PPP的定位性能，一直是研究熱點(diǎn)和關(guān)鍵難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聯(lián)合BDS2/BDS3的精密單點(diǎn)定位方法和裝置，以實(shí)現(xiàn)BDS2和BDS3的聯(lián)合定位。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種聯(lián)合BDS2/BDS3的精密單點(diǎn)定位方法，該定位方法包括以下步驟：

1)獲取BDS2和BDS3兩類衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)的信號，根據(jù)BDS2和BDS3兩類衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的共有觀測量，建立聯(lián)合兩類衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測方程；

2)根據(jù)BDS3的獨(dú)有觀測量，建立該類衛(wèi)星導(dǎo)航型系統(tǒng)的觀測方程；

3)對步驟1)和步驟2)中的觀測方程分別進(jìn)行求解，得到相應(yīng)的狀態(tài)向量和協(xié)方差矩陣，將兩種觀測方程得到的狀態(tài)向量和協(xié)方差矩陣均進(jìn)行平滑處理，根據(jù)平滑處理后的狀態(tài)向量和協(xié)方差矩陣進(jìn)行單點(diǎn)定位。

本發(fā)明還提供了一種聯(lián)合BDS2/BDS3的精密單點(diǎn)定位裝置，該定位裝置包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器執(zhí)行由所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的聯(lián)合兩類衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精密單點(diǎn)定位方法。

本發(fā)明采用兼容和共用的原則，利用BDS2和BDS3兩類衛(wèi)星定位系統(tǒng)共有的信號，進(jìn)行聯(lián)合定位；對于某一類衛(wèi)星定位系統(tǒng)獨(dú)有的信號，單獨(dú)采用消電離層PPP模型進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)行單獨(dú)定位；將兩種結(jié)果進(jìn)行加權(quán)融合，融合后的定位結(jié)果即為最終的定位結(jié)果。本發(fā)明充分利用了BDS2和BDS3兩類衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號，保證了精密單點(diǎn)定位的精度和連續(xù)性。

進(jìn)一步地，建立的聯(lián)合兩類衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測方程為：