[發明專利]一種單頻實時精密單點定位方法

在審

• 申請號: 202111509576.7
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114252896A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 李林陽;楊凱淳;呂志平;鄺英才;鄭茜;許煒;賈真;李叢;鄧勇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/40
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明涉及一種單頻實時精密單點定位方法，屬于單頻實時精密單點定位觀測數據處理技術領域。首先對獲取的多歷元觀測數據進行數據預處理；再利用預處理后的多歷元觀測數據，建立觀測方程和狀態方程；然后確定參數以及觀測值的先驗方差?協方差陣；最后，根據歷元間參數等價性，建立歷元間參數約束方程，將該約束方程添加到平方根信息濾波算法中進行參數解算，得到坐標修正值并對單點概率坐標進行修正，實現精密單點定位。本發明根據多歷元觀測數據中參數的等價性，進行精密單點定位，解決了在單頻精密單點定位計算中，將電離層延遲作為參數導致的秩虧問題，無需引入外部電離層延遲信息和額外誤差，提高了單頻精密單點定位的定位精度以及收斂速度。

技術領域

本發明涉及一種單頻實時精密單點定位方法，屬于單頻實時精密單點定位觀測數據處理技術領域。

背景技術

精密單點定位(Precise Point Positioning,PPP)是目前導航定位領域的研究熱點。近年來國內外學者對其進行了大量的研究，解決了許多關鍵性問題。而單頻接收機由于價格低廉、上手方便，已廣泛應用于變形監測、低軌衛星定軌以及地面網解算等領域，但單頻PPP的定位精度與多頻PPP相比還存在一定差距，最大的難點是電離層延遲的改正。尋找更加有效的電離層處理方法，能夠在很大程度上改善單頻PPP的定位精度。

現有單頻實時精密單點定位的電離層延遲處理方法中，有采用電離層模型改正，構成半合觀測值消除電離層低階項，建立電離層斜延遲參數模型描述電離層的簡單活動；還有的處理方法需要外部電離層信息，且建立的模型較為粗糙，仍存在較大的電離層延遲剩余誤差，大大影響了單頻PPP的定位精度。現有研究集中于電離層模型改正與附加電離層約束的單頻PPP估計方法，其單頻精密單點的定位精度直接取決于所建立的模型精度，而在估算電離層斜延遲時，將電離層參數作為參數估計會導致秩虧問題，造成定位精度低。

發明內容

本發明的目的是提供一種單頻實時精密單點定位方法，以解決目前單頻實時精密單點定位精度低的問題。

本發明提供了一種單頻實時精密單點定位方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)獲取目標位置的多歷元衛星觀測數據；并對獲取的數據進行數據預處理，得到預處理后的單點多歷元觀測數據；

2)利用預處理后的多歷元觀測數據，構建歷元間觀測數據的觀測方程和狀態方程；

3)采用自相關系數法確定多歷元觀測值之間的方差-協方差陣，并利用單頻PPP算法確定多歷元參數之間的先驗方差-協方差陣；

4)設定第一滑動窗口尺寸，按照設定的第一滑動窗口尺寸采用滑動窗單頻PPP算法，根據參數間的等價性建立參數的歷元間約束方程，將該約束方程添加到平方根信息濾波模型中，并根據生成的觀測值之間的方差-協方差陣與多歷元參數之間的先驗方差-協方差陣進行參數解算，得到坐標修正值，根據坐標修正值對單點概略坐標進行修正，實現精密單點定位；其中所述的平方根信息濾波模型包括有觀測方程和狀態方程。

本發明提出一種單頻實時精密單點定位方法，利用單點多歷元觀測數據進行單頻精密單點定位計算，避免因將電離層延遲作為參數導致的秩虧問題，并考慮到歷元觀測值和歷元間參數的相關關系，構建觀測值之間的方差-協方差陣和歷元間參數的方差-協方差陣，最后考慮歷元間參數的等價性，根據滑動窗算法建立歷元間的約束方程，解算單點坐標修正值，實現單點精密定位。本發明根據多歷元衛星觀測數據中參數的等價性，進行單頻精密單點定位計算，解決了在單頻精密單點定位計算中，將電離層延遲作為參數估計導致的秩虧問題，不需要引入外部電離層延遲信息和額外誤差，提高了對電離層延遲進行參數估計的單頻精密單點定位的精度和可靠性。

進一步地，所述步驟3)中觀測值之間方差-協方差陣的計算公式為：

ρ_τ＝ρ_ij＝ρ_ji,τ＝|i-j|,(i，j＝1,…,m)