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专利号: 2015106270329
申请人: 厦门理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种GNSS载波相位整周模糊度单历元解算方法,其特征在于包括如下步骤:(1)利用北斗卫星导航系统中三频观测数据构建最优组合观测量,依次单历元固定超宽巷/宽巷及基础载波模糊度;

(2)优选已固定模糊度可靠性较高的北斗卫星,反演大气延迟信息,并将其作为先验信息对GPS/GLONASS无电离层组合模糊度解算模型增强,降低天顶对流层参数与模糊度参数之间的相关性,减弱模型病态性;

(3)引入抗差估计理论,通过选权迭代抵制模型偏差或异常值的影响,实现GPS/GLONASS双频导航系统中模糊度单历元准确解算。

2.如权利要求1所述的一种GNSS载波相位整周模糊度单历元解算方法,其特征在于:所述步骤(1)中,超宽巷/宽巷模糊度的计算方法是:

11)假设北斗三个载波频率依次为f1、f2、f3,通过各频率观测量线性组合,获得双差载波相位组合观测量 及双差伪距组合观测量式中,组合系数i、j、k为任意整数,m、n、l为任意实数; 为卫星间、接收机间差分算子;ρ为接收机与卫星几何距离;T为信号传播路径上的对流层延迟;K=40.28TEC,TEC为信号传播路径上的总电子含量;β(i,j,k)、λ(i,j,k)、 分别为组合观测量对应的电离层延迟因子、波长及载波相位整周模糊度; 分别为载波、伪距观测噪声;

12)基于上述组合观测量基本表达式,构造两个组合:①i=0,j=1,k=-1;m=0,n=1,l=-1;②i=1,j=4,k=-5;m=1,n=0,l=0;在短距离条件下,忽略双差电离层 及观测噪声 的影响,根据下式计算各北斗卫星两个超宽巷/宽巷模糊度

其中,[]代表四舍五入算子。

3.如权利要求2所述的一种GNSS载波相位整周模糊度单历元解算方法,其特征在于:所述步骤(1)中,根据下式计算基础载波模糊度

其中, 为组合观测量, 为基础载波观测量,λ(1,-1,0)为组合观测量对应的波长, 为组合观测量对应模糊度,且

4.如权利要求1所述的一种GNSS载波相位整周模糊度单历元解算方法,其特征在于所述步骤(2)的具体内容是:

21)采用无电离层组合模型:

式中,λW=86.2cm、λN=10.7cm分别为宽巷及窄巷组合观测量对应波长, 为无电离层组合观测量, 为宽巷组合模糊度, 为基础载波观测量对应模糊度,为卫星间、接收机间差分算子;ρ为接收机与卫星几何距离;T为信号传播路径上的对流层延迟,f1、f2为北斗两个载波频率;将上式写成误差方程为:V=AX-L

式中,V为观测量残差, 为双差卫星与接

收机距离近似值,待估参数X包括三维坐标改正数、天顶对流层延迟参数以及各卫星整周模糊度,A为对应系数矩阵;

22)在步骤(1)中解算所有北斗卫星模糊度的基础上,优选模糊度可靠性高的卫星,约束辅助GPS/GLONASS卫星模糊度解算,将BDS、GPS及GLONASS卫星的模糊度分为两类,一类是已经固定的北斗三频模糊度 另一类为较难固定的GPS/GLONASS双频模糊度则前述误差方程变换为:其中,V1、V2分别为上述两类卫星观测量残差,待估参数X′包括三维坐标改正数、天顶对流层延迟参数,A1、A2及C1、C2分别为两类卫星观测量中待估参数X′及模糊度对应的系数矩阵,L1、L2为可求常数项,表达式同误差方程中L;将上式简化为:Vk=AkXk-Lk

其中,Vk指代 Ak指代 Xk指代 Lk指代

令观测量权阵为P,则根据最小二乘原理,上式的解表示为:其中, 表示Ak的转置矩阵, 表示 的逆矩阵。

5.如权利要求1所述的一种GNSS载波相位整周模糊度单历元解算方法,其特征在于所述步骤(3)的具体内容是:在求参数估值的同时,通过选权迭代抵制模型偏差或异常值的影响,构造等价权阵 选用IGG权函数:式中,k0∈[1.0~1.5],k1∈[3.0~8.0],pi、Vi分别表示各观测量对应的残差及权系数;根据抗差M估计理论,待估参数的抗差M估值 为:式中,Ak指代 Lk指代 A1、A2及C1、C2分别为两类卫星观测量中待估参数X′及模糊度 对应的系数矩阵,L1、L2为可求常数项。

6.如权利要求5所述的一种GNSS载波相位整周模糊度单历元解算方法,其特征在于:所述抗差M估值 的解算采用迭代法,即第t+1步迭代解为其中,上标t或t+1表示第t或第t+1步对应的取值。