[發明專利]動態條件下衛星導航接收機測量誤差的測試方法和設備

有效

• 申請號: 202110471876.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN112987038B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 熊晨耀;吳杰;宋遠;李青松;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: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 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

本申請涉及一種動態條件下衛星導航接收機測量誤差的測試方法、設備、系統、計算機設備和存儲介質。所述方法包括：使用靜態基準站和沿已知圓周軌跡運動的待測接收機，以站間星間雙差模糊度和待測接收機相對軌跡圓心偏航角的正余弦值為未知數，建立基準站和待測接收機的站間星間偽距雙差方程和載波相位雙差方程，進行求解和模糊度固定，建立基準站到待測接收機的相對位置矢量的站間星間載波相位雙差方程，根據有效固定解和已知圓周軌跡推算待測接收機的準確位置，結合廣播星歷得到待測接收機的測量誤差。本申請能測試動態條件下的接收機測量誤差，方便進行復雜環境下的試驗，提高模糊度浮點解求解成功率和準確性，使誤差測量結果更全面可靠。

技術領域

本申請涉及衛星導航定位中的天線測量誤差測試領域，特別是涉及一種動態條件下衛星導航接收機測量誤差的測試方法和設備。

背景技術

衛星導航信號接收機在動態條件下的測量誤差是接收機性能的重要評定內容之一。非故障條件下，載波相位測量誤差可以劃分為周跳和正常測量誤差，使用載波相位進行高精度定位時，周跳若未經剔除或修復，通常會引起至少分米級的定位誤差，因此周跳的發生概率和分布特性和正常測量誤差的特性將直接限制設備的使用場景，影響設備的可用性。對于定位誤差超限情況及時告警稱為完好性監測，這一功能是高精度定位用戶的關注重點。為了可靠實現完好性監測，需要對接收機測量誤差和周跳概率有較為準確的先驗估計。

為了測定相對定位條件下接收機的測量誤差，國內已有一系列相關標準規定了測定方法。例如，GB/T 39399-2020第5.11.3節規定了測量型接收機的RTK（Real-TimeKinematic，實時動態相對定位）測量精度測試方法：選取不大于8km的已知基線，流動站在已知坐標的點位上進行觀測，共觀測10組，每組不低于100個測量結果（參見GB/T 39399-2020 北斗衛星導航系統測量型接收機通用規范）。BD 420009-2015規定的RTK精度測量方法要求基線長度不超過5km，單系統有效衛星數目不少于8顆，其余與前述國標類似（參見BD420009-2015 北斗/全球衛星導航系統（GNSS）測量型接收機通用規范）。

上述這些測定方法出于對于測定結果的可靠性考慮，通常規定要有較為理想的測量環境和較為保守地測定方法，例如遠離水面的開闊無遮擋環境和定點靜止條件下采集數據。這樣的測定結果未必能等效于用戶常用動態環境下接收機的測量誤差。而動態條件下正確地固定模糊度更加困難，參考位置也難以準確給定，這就使得接收機測量誤差更加難以測定。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠在衛星導航接收機在動態圓周運動條件下對其測量誤差的測試方法和設備。

一種動態條件下衛星導航接收機測量誤差的測試方法，包括：

基于靜態基準站的已知準確坐標和三點定圓原理，根據流動站衛星導航接收機在預設的圓周軌跡上多點靜態相對定位的有效測量結果，得到圓周軌跡絕對位置的參數描述。

由流動站衛星導航接收機按照預設的速度沿圓周軌跡運動，從流動站衛星導航接收機的接收信號中解析得到星歷文件和觀測數據文件，粗差和周跳檢驗后獲得可用觀測數據。

以站間星間載波相位雙差模糊度和流動站相對軌跡圓心偏航角的正弦值、余弦值為未知數，根據圓周運動軌跡約束，建立流動站和靜態基準站之間的站間星間偽距雙差方程和站間星間載波相位雙差方程，求解得到浮點模糊度和浮點定位解。

對站間星間偽距雙差方程和站間星間載波相位雙差方程的浮點模糊度進行模糊度固定，得到模糊度整數解，根據模糊度整數解，建立關于靜態基準站到流動站的相對位置矢量的載波相位雙差方程。

根據載波相位雙差方程求得的有效固定解和圓周軌跡，計算流動站的準確位置數據，根據流動站的觀測數據、對應的準確位置數據和對應時刻衛星位置，計算流動站衛星導航接收機的測量誤差。

其中一個實施例中，站間星間偽距雙差方程和站間星間載波相位雙差方程的建立方式包括：