[發明專利]基于載噪比的自適應分層小波包變換多徑抑制方法及系統

在審

• 申請號: 202011590865.X
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112764058A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 馬浩;蘇明坤;喬磊;仇兆煬;吳超;滕旭陽;宋慧娜
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01S19/22
• 分類號: G01S19/22
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明公開了基于載噪比的自適應分層小波包變換多徑抑制方法，包括步驟：S1.提取靜態模式下參考日數據中包含單顆衛星的多徑誤差和隨機噪聲誤差的單差殘差；S2.基于載噪比CNR約束的自適應分層小波包變換策略抽取多徑誤差校正模型；S3.采用國際服務IGS站建立多分辨率CNR經驗模型；S4.計算相鄰歷元之間的CNR差值，將計算得到CNR差值與建立的CNR經驗模型進行比較，若相鄰歷元之間的CNR差值相應的波動超過CNR經驗模型中的經驗值，則通過衛星重復周期轉移策略搜索多徑校正模型，并通過搜索的多徑校正模型中的模型值抑制多徑誤差；S5.將CNR差值進行雙差組合處理，得到校正后的雙差觀測值，并對校正后的雙差觀測值進行處理，得到最終的坐標解。

技術領域

本發明涉及衛星導航定位技術領域，尤其涉及基于載噪比的自適應分層小波包變換多徑抑制方法及系統。

背景技術

載波相位多徑干擾是限制GNSS定位精度的關鍵因素之一，因為無法通過差分或經驗模型來消除它。通常，可以通過三種處理策略來減輕多徑干擾：1)天線策略；2)接收機策略；3)數據處理策略。天線策略只能抑制偽距多徑，對載波相位多徑無效。接收器技術可以消除中延遲載波相位多徑和長延遲載波相位多徑，但是不能有效地抑制短延遲多徑誤差。另外，天線和接收器技術都需要硬件成本，并且難以在低成本接收機中實現。考慮到這些原因，對載波相位多徑抑制的研究主要集中在數據處理策略上。而基于后數據處理策略的方法，可以分為兩部分：多徑模型提取和多徑抑制。對于基于小波包變換的多徑模型提取方法，小波包分解層數對降噪效果影響很大。如果分解層太多，并且對每個層的系數執行固定閾值處理，則信號信息將丟失，同時導致信號惡化和處理速度變慢。然而，分解層太少又會導致信號降噪效果不理想。

從參考日提取多徑校正模型后，需要在隨后的觀測日中采用搜索策略對多徑進行抑制。在傳統的多徑抑制策略中，所有歷元都將在觀察日中進行多徑抑制衰減。傳統多徑抑制方法的主要思想是通過計算衛星軌道重復周期的偏移來估計準確的初始抑制時刻，然后通過多徑校正模型逐一抑制所有歷元的多徑誤差。但是，這種抑制策略存在兩個明顯的缺點：1)多徑抑制的準確性在很大程度上取決于衛星軌道重復偏移的精度，尤其是對于高頻采樣率數據。2)毫不區別地對所有歷元都進行多徑抑制，這不僅會降低抑制效率，而且還會降低多徑抑制的準確性，因為并非每個歷元都受到多徑影響。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供了基于載噪比的自適應分層小波包變換多徑抑制方法及系統。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

基于載噪比的自適應分層小波包變換多徑抑制方法，包括步驟：

S1.提取靜態模式下參考日數據中包含單顆衛星的多徑誤差和隨機噪聲誤差的單差殘差；

S2.基于載噪比CNR約束的自適應分層小波包變換策略抽取多徑誤差校正模型；

S3.采用國際服務IGS站建立多分辨率CNR經驗模型；

S4.計算相鄰歷元之間的CNR差值，將計算得到CNR差值與建立的CNR經驗模型進行比較，若相鄰歷元之間的CNR差值相應的波動超過CNR經驗模型中的經驗值，則通過衛星重復周期轉移策略搜索多徑校正模型，并通過搜索的多徑校正模型中的模型值抑制多徑誤差；若相鄰歷元之間的CNR差值相應的波動沒有超過CNR經驗模型中的經驗值，則不進行校正；

S5.將CNR差值進行雙差組合處理，得到校正后的雙差觀測值，并對校正后的雙差觀測值進行處理，得到最終的坐標解。

進一步的，所述步驟S2中基于載噪比CNR約束的自適應分層小波包變換策略抽取多徑誤差校正模型中的抽取方式包括：

當CNR大于50dB-Hz時，小波包變換的分解層選擇1層；

當CNR分布于45至50dB-Hz之間時，小波包變換的分解層選擇2層；