[發明專利]一種低成本GNSS終端數據異常處理的方法

有效

• 申請號: 202110323456.1
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113050135B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李博峰;苗維凱
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37;G01S19/44
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種低成本GNSS終端數據異常處理的方法，其特征在于，包括：

步驟L1：獲取當前觀測對象第i+n個歷元的GNSS觀測數據，根據所述對當前歷元的GNSS觀測數據構建雙差觀測方程，同時選取長度為n的歷史時間窗口，判斷所述觀測對象的當前累積觀測歷元數是否小于n，其中，n在5≤n≤15范圍內取值，i≥1，n及i均為正整數；

步驟L1-1：獲取所述當前觀測對象與基準站的實時低成本GNSS終端觀測數據；

步驟L1-2：對所述實時低成本GNSS終端觀測數據進行數據預處理操作；

數據預處理包括觀測對象與基準站的SPP定位、衛星數據的截止高度角設置、對流層和電離層改正、衛星端和接收機端的天線相位中心偏差和天線相位中心變化的改正；

步驟L1-3：構建所述的相位與偽距的雙差觀測方程；

所述雙差觀測方程如下：

其中，表示差分算子；p，φ分別為偽距和相位觀測值，ρ為衛地距，λ為載波波長，N為整周模糊度，I為雙差電離層延遲，T為對流層延遲殘差，ε為隨機噪聲；在短基線的數據處理過程中，衛星端和接收機端的鐘差以及硬件偏差都被消除，電離層和對流層延遲也被大幅度的削弱；

若是，進入步驟L2；

若否，進入步驟L3；

步驟L2：根據步驟L1所述雙差觀測方程，構建三差觀測方程，獲取周跳參數的浮點解，進行整數周跳固定；

若成功，進入步驟L4；

若失敗，重置所有衛星的模糊度參數，進入步驟L4；

步驟L3：根據步驟L1所述歷史時間窗口，首先對衛星采用多項式擬合法獲取擬合殘差超過閾值的衛星集，然后構建三差觀測方程估計超過閾值的衛星集的周跳參數浮點解，進行整數周跳固定；

若成功，進入步驟L4；

若失敗，重置所有衛星的模糊度參數，進入步驟L4；

步驟L4：對當前歷元雙差觀測方程進行卡爾曼濾波解算，獲取位置參數浮點解和相應的觀測值殘差；

步驟L5：根據步驟L4對所述位置參數浮點解的觀測值殘差進行殘差檢驗，同時顧及衛星的幾何結構和殘差之間相關性，對當前歷元所有衛星的偽距和相位的殘差進行處理；

步驟L5：根據公式(25)和(26)，對位置參數浮點解的殘差進行殘差檢驗，同時顧及衛星的幾何結構和殘差之間相關性，對當前歷元所有衛星的偽距和相位的殘差進行處理；

Q_vv＝Q-B(B^TPB)^-1B^T (26)，

步驟L5包括：

步驟L5-1：根據公式(25)和(26)的觀測值殘差和對應的方差協方差矩陣構造偽距或相位觀測值的統計檢驗量；

其中，i表示第i顆衛星，c_i＝[0,…,0,1,0,…,0]^T表示第i個位置為1，其他位置為0；

步驟L5-2：對偽距和相位觀測值的統計檢驗量w_i進行閾值判斷，同時考慮衛星的幾何構型和殘差之間的相關性；

對偽距和相位觀測值來說，判斷衛星p殘差統計量是否滿足：w_pw₀，其中w₀表示正態分布95％的置信區間的臨界值；

(a)如果衛星p的偽距和相位殘差統計量w_p超過閾值，首先判斷衛星p和衛星q統計量之間的相關性：

(b)如果衛星p和衛星q偽距和相位統計量之間的相關性ρ_pqρ₀，則對兩顆衛星的偽距觀測值進行降權或剔除處理，對兩顆衛星的相位觀測值做剔除處理；其中ρ₀表示95％的置信區間的臨界值；

如果衛星p和衛星q偽距和相位統計量之間的相關性ρ_pqρ₀，則對衛星p的偽距觀測值進行降權或剔除處理；對衛星p的相位觀測值做剔除處理；

步驟L5-3：對偽距觀測值，計算剔除衛星后的PDOP值；

如果PDOP_(p,q)PDOP_i,那么對偽距觀測值做降權處理；

如果PDOP_(p,q)PDOP_i,那么對偽距觀測值做剔除處理；

采用等價權的方式對超過閾值的觀測值進行處理；

其中，表示等價權；p_ij表示P中第i行、第j列的元素；γ_ij表示自適應降權因子；

其中，k₀和k₁為常數；

若通過檢驗，進入步驟L6；

若沒通過檢驗，進入步驟L4；

步驟L6：根據步驟L4所述輸出位置參數浮點解；

通過LAMBDA方法進行整數模糊度固定：

若成功，則輸出位置參數的固定解；

若失敗，則直接輸出位置參數浮點解。