[發明專利]針對桿臂不準的實時單站周跳探測改進方法

有效

• 申請號: 202011175778.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN111999750B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 李青松;吳杰;董毅;王鼎杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24;G01S19/49;G01S19/40;G01S19/25;G06F17/18
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

針對基于偽距和多普勒緊組合的單站慣導輔助周跳探測方法在桿臂不準條件下的誤警率高的缺陷，本發明提出了一種針對桿臂不準的實時單站周跳探測改進方法。首先利用ARIMA模型去除基礎檢驗統計量趨勢項，然后將GARCH模型用于估計帶有波動聚集特性殘差的條件方差。該方法不僅可以在較大桿臂誤差條件下極大地降低誤警率，而且可以準確地檢測1周仿真周跳，同時又具有較低的計算量。

技術領域

本發明屬于衛星定位中的周跳探測技術領域，特別涉及一種基于自回歸綜合滑動平均-廣義自回歸條件異方差（Autoregressive Integrated Moving Average-Generalized Autoregressive Conditional Heteroscedastic， ARIMA-GARCH）模型的實時慣導輔助周跳探測改進方法。

背景技術

周跳是載波相位高精度定位中最常見的故障之一。周跳發生的原因通常是接收機跟蹤環暫時失鎖導致測量的載波相位突發整數跳變，并且該跳變在之后時間一直維持。周跳很容易使定位精度惡化，因此在將載波相位測量信息用于高精度定位之前必須探測和排除周跳故障。

桿臂是全球導航衛星系統（GNSS）天線與慣性測量器件（IMU）參考坐標系之間的相對位置。通常GNSS天線安裝在車輛外部，IMU安裝在車輛內部。因此，直接測量GNSS天線和IMU之間的距離常常十分困難，特別是大型車輛、船等設備。桿臂誤差是GNSS/INS組合系統的主要誤差源之一。

常見的周跳探測方法有碼相比較法、電離層殘差方法、多普勒積分法和載波相位歷元間差分法（參見[1] Xu G (2007) GPS: Theory, Algorithms and Applications.Springer Berlin）。這些方法通常需要接收來自基準站播發的觀測數據構造雙差檢驗統計量，并且無法探測單站單頻周跳。慣性導航系統通過提供短時間高精度定位結果可以輔助進行單頻單接收機周跳探測?，F有文獻中有許多針對慣導輔助周跳探測的研究（參見[2]Karaim M (2013) Real-time Cycle-slip Detection and Correction for LandVehicle Navigation using Inertial Aiding. Queen’s University. [3] Du S, Gao Y(2012) Inertial Aided Cycle Slip Detection and Identification for IntegratedPPP GPS and INS. Sensors. 12:14344-14362 doi:10.3390/s121114344. [4] TakasuT, Yasuda A (2008) Cycle Slip Detection and Fixing by MEMS-IMU/GPSIntegration for Mobile Environment RTK-GPS. In: Proceedings of ION GNSS 2008,Institute of Navigation, Savannah, GA, USA, September 16-19 2008）。

然而，文獻中還沒有方法考慮桿臂誤差對慣導輔助周跳探測影響的問題，也沒有將ARIMA-GARCH模型應用到桿臂不準條件下慣導輔助探測周跳中的相關研究公布。

發明內容

針對基于偽距和多普勒緊組合的單站慣導輔助周跳探測方法在桿臂不準條件下的誤警率高的缺陷，本發明提出了一種針對桿臂不準的實時單站周跳探測改進方法。

為實現上述技術目的，本發明采用的具體技術方案如下：

針對桿臂不準的實時單站周跳探測改進方法，包括以下步驟：

S1：設置參數更新周期T_u和滑動窗口大小N_w；