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专利号: 2020105992812
申请人: 北京建筑大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种GNSS单历元双差整周模糊度解算检核方法,所述方法包括:确定主频率信号和辅频率信号;

建立主频率信号的双差载波相位观测方程和辅频率信号的双差载波相位观测方程;

利用辅频率信号的双差载波相位观测方程,确定主频率信号的双差整周模糊度的候选组;

利用主频率信号的双差载波相位观测方程,对所述候选组进行显著性检验,将通过显著性检验的候选组确定为最优组;

利用主频率信号的双差载波相位观测方程,确定主频率信号的双差整周模糊度的取整组;以及检核所述最优组和所述取整组的一致性,

其中,如下地建立主频率信号的双差载波相位观测方程和辅频率信号的双差载波相位观测方程:其中,λ为频率信号的波长,包括主频率信号和辅频率信号的波长,当λ为主频率信号的波长时,建立的为主频率信号的双差载波相位观测方程,当λ为辅频率信号的波长时,建立的为辅频率信号的双差载波相位观测方程,其中,下标b表示基准站,下标m表示监控站,上标i表示卫星高度角最大的参考卫星,上标j表示除所述参考卫星之外的卫星,j=1,2,…,i‑1,i+1,…,k, 表示双差载波相位观测值, 表示站星间距离观测值与卫地距差之差, 和 表示卫地距方向余弦系数, 和 为监控站m的三维坐标改正数, 表示双差整周模糊度,k是正整数,指本历元观测的卫星的总数,其中,如下地确定主频率信号的双差整周模糊度的取整组:首先,将所确定的主频率信号的双差整周模糊度的最优组 代入主频率信号的双差载波相位观测方程,采用最小二乘参数间接平差方法,计算获得监控站m的三维坐标改正数,并将三维坐标改正数代回主频率信号的双差载波相位观测方程,如下地解算主频率信号的双差整周模糊度的实数解:然后,将实数解按照“四舍六入、遇五奇进偶不进”原则取整运算,如下地获得主频率信号的双差整周模糊度的取整组:其中, 为主频率信号的双差整周模糊度的整数组, 为主频率信号的波长。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

将GPS、GLONASS、BDS或Galileo系统的第一频率信号,或者所述第一频率信号与第二频率信号和/或第三频率信号进行多频率信号的线性组合而形成的组合频率信号,确定为主频率信号,而将所述主频率信号之外的第二频率信号或第三频率信号或组合频率信号确定为辅频率信号,GPS、GLONASS、BDS或Galileo系统的第一频率信号是GPS、GLONASS、BDS或Galileo系统的主要频率信号。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如下地确定主频率信号的双差整周模糊度的候选组:首先,如下地计算辅频率信号的双差整周模糊度的初值:其中, 表示辅频率信号fFu的双差整周模糊度的初值, 表示辅频率信号fFu的站星间距离观测值与卫地距差之差, 表示辅频率信号fFu的双差载波相位观测值, 为辅频率信号fFu的波长;

其次,利用所述初值,确定辅频率信号的双差整周模糊度的候选值:针对卫星对i和j,

其中,i为参考卫星,j为除参考卫星之外的卫星,j=1,2,…,i‑1,i+1,…,k,ELength指卫星对i和j的误差带的带长, 为辅频率信号fFu的双差整周模糊度的候选值,w为候选值个数;

再次,利用如下地关系式,将 的 确定为主频率信号fZhu的双差整周模糊度的候选值:

其中:

其中,u为误差带, 为主频率信号fZhu经站星间双差后的残余误差及测量噪声, 为辅频率信号fFu经站星间双差后的残余误差及测量噪声, 为辅频率信号的波长, 为辅频率信号fFu的双差整周模糊度的候选值,EWide指卫星对i和j的误差带的带宽, 为主频率信号fZhu的双差整周模糊度候选值,v为候选值个数;

最后,单历元所有的卫星对的主频率信号的双差整周模糊度的候选值如下地表示:对所述候选值进行 组排列组合,获得单历元

所有的卫星对的主频率信号的双差整周模糊度的候选组,t表示候选组总数。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,如下地确定主频率信号的双差整周模糊度的最优组:首先,将主频率信号的双差整周模糊度的t组候选组依次代入主频率信号的双差载波相位观测方程中,根据最小二乘间接平差原理,对应的主频率信号的双差载波相位观测方程的误差方程为:写成矩阵形式为:

其中,

下标b表示基准站,下标m表示

监控站,上标i表示卫星高度角最大的参考卫星,上标j表示所述参考卫星外的卫星,j=1,

2,…,i‑1,i+1,…,k, 为双差载波相位观测值, 为主频率信号的波长, 为主频率信号的双差整周模糊度的候选组; 为站星间距离观测值与卫地距差之差,和 为卫地距方向余弦系数, 和 为监控站m的三维坐标改正数,为双差载波相位观测值的残差, 为主频率信号的双差载波相位观测方程的常数项;

其次,根据最小二乘参数估计方法,如下地计算主频率信号的双差载波相位观测方程的单位权方差因子:其中:k为单历元的观测卫星总数,P为单历元的双差载波相位观测值的权矩阵;

由 t组 候选组 ,可以计算 获得t 个单位权 方差因 子,用集 合表示 为接着,对集合{Ω}中的元素进行从小到大排序,获得集合{Ω}={Ω1 Ω2 … Ωt},构造显著性检验值:将ratio>R的Ω1所对应的双差整周模糊度的候选组确定为最优组,即 其中R=1.8~3。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如下地检核主频率信号的双差整周模糊度的所述最优组与所述取整组的一致性:针对单历元的卫星对i和j的双差整周模糊度,判断最优组中的 与取整组中是否相等,j=1,2,…,i‑1,i+1,…,k;

如果 则判定为GNSS单历元双差整周模糊度解算检核通过,表示卫星对i和j的双差整周模糊度解算成功;

如果 则判定为GNSS单历元双差整周模糊度解算检核不通过,表示卫星对i和j的双差整周模糊度解算失败。

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,如下地确定ELength:其中,σ为GNSS单历元伪距差分观测值的中误差, 为辅频率信号的波长,l=2~5,int(·)表示取整运算;

以及如下地确定EWide:

其中:Lbm为基准站b与监控站m之间形成的基线长度Lbm。

7.一种接收机,用于GPS、BDS、GLONASS、Galileo系统、或多系统GNSS,其特征在于,其使用权利要求1‑6中任一项所述的方法。

8.一种塔吊机,其使用权利要求7所述的接收机,所述接收机安装在所述塔吊机的施工现场附近的基准站GNSS接收机和塔臂或塔身上的监控站GNSS接收机。