本发明专利技术公开了一种基于抗差自适应Kalman滤波的多系统动态PPP解算方法，本发明专利技术使用选权迭代伪距单点定位解算接收机概略坐标和各系统接收机钟差，据此结合卫星精密星历和卫星精密钟差，根据误差改正模型计算各定位误差改正值；并对观测数据进行严格的数据质量控制。针对动态PPP定位精度易受未探测小周跳或粗差等因素影响，根据观测值残差向量调整观测方程权阵，剔除未探测出小周跳或粗差等影响因素；根据状态预测信息确定自适应因子，从而控制预测信息对参数估计的影响。使用本发明专利技术提出的方法，采用单台接收机进行多系统动态PPP定位时，利用多系统卫星数大幅度增加的特点，在确保卫星结构稳定性的基础上，有效减弱粗差的影响，并改善动态定位中的动态噪声异常情况，最终达到高精度、高稳定性的多系统动态PPP结果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多系统动态PPP解算方法，属于GNSS动态精密单点定位领域。
技术介绍
卫星定位技术已成为现代最主要的导航定位方式，无论是在工程测量、生产生活 还是军事应用中，均发挥着重要的作用。卫星定位的基本原理是测量出已知位置的卫星到 用户接收机之间的距离，然后根据多颗卫星的瞬间位置采用距离后方交会的方法，确定待 测点的位置坐标。依据卫星接收机设备的定位方式，GNSS定位技术可分为单点定位和差分 定位。传统的卫星单点定位技术是指利用伪距码进行定位，即GNSS绝对定位，该技术能够 采用一台接收机完成实时测量。在实际应用中，由于伪距码信号码长较大，其本身精度较 低，并且通过结合广播星历计算的卫星位置和卫星钟差精度较差等因素，伪距单点定位难 以达到较高的定位精度，一般用于精度要求较低，实时性要求较高的导航应用中。利用载波相位观测值进行载波差分定位，能够达到较高的定位精度，但需要至少 两台接收机进行同步观测，通过双差分模型才能实现厘米级的定位服务。随着接收机间距 离的增加，误差相关性逐渐减小，到达一定距离将无法减弱误差影响。该定位技术不仅增 加了作业的成本和复杂度，而且在很多应用场合也受到了限制。精密单点定位（Precise PointPositioning,PPP)的出现克服了差分定位的诸多缺陷。PPP由美国喷气推进实验室 (JPL)的Zumberge等人于1997年提出，并在他们开发的数据处理软件GIPSY上给予实现。 PPP具有厘米级的静态定位精度和分米级的动态定位精度，可彻底摆脱大范围、长距离测量 对地面参考站的依赖，显著提高了作业效率，节约了用户成本。PPP近年来不仅是定位技术 领域的研宄热点，也在各种控制测量、工程测量、地形测量等工程应用领域得到了广泛的应 用。 在动态PPP定位中，每个历元的接收机坐标在不断变化，定位环境复杂。利用多 系统联合定位，能够大幅度增加可用卫星数目，增强卫星几何构型，进一步满足动态定位需 求。对于做不规则运动的物体，其精确的函数模型和随机模型均难以得到，在传统Kalman 滤波的基础上，采用抗差估计减弱观测残差较大的信息，并利用预测状态向量确定自适应 因子，以得到可靠的动态定位结果。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于抗差自适应 Kalman滤波的多系统动态PPP解算方法，能够有效解决目前动态定位中，由于函数模型和 随机模型不准确，以及卫星空间结构不稳定对结果导致定位结果较差的现象。 技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于抗差自适应 Kalman滤波的多系统动态PPP解算方法，首先使用三系统广播星历计算各自卫星坐标和卫 星钟差，对其进行时空基准统一；结合观测文件中的伪距观测值组合所得的无电离层伪距 观测值，进行选权迭代伪距单点定位，反算历元时刻接收机概略坐标和各系统接收机钟差； 从IGS等分析中心网站获取各系统的卫星精密星历和精密钟差产品，通过拉格朗日插值方 法计算各系统卫星精密坐标和卫星精密钟差；随后进行各误差改正模型计算定位误差改正 值，观测文件、卫星精密坐标和卫星精密钟差并结合观测文件进行观测数据的质量控制；最 后建立多系统动态PPP定位模型，采用抗差自适应Kalman滤波解算出观测值信息的残差值 和预测信息，确定观测权阵和自适应因子，实现高精度、高稳定性的动态PPP定位。 具体包括如下步骤： 步骤1，使用三系统广播星历计算各自卫星坐标和卫星钟差，对其进行时空基准统 一，得到统一基准后的卫星坐标和卫星钟差；根据观测文件的P1(C1)和P2(C2)伪距观测 值，进行无电离层组合得到无电离层组合伪距观测值；根据观测文件的L1和L2观测值，进 行无电离层组合得到无电离层组合载波观测值； 步骤2,根据步骤1得到的无电离层组合伪距观测值以及统一基准后的卫星坐标 和卫星钟差进行选权迭代伪距单点定位，得到接收机概略坐标和接收机钟差； 步骤3,通过网络从IGS等分析中心获取三系统卫星精密星历和卫星精密钟差，根 据观测文件的历元时刻，进行拉格朗日插值得到相应历元时刻的卫星精密坐标和卫星精密 钟差； 步骤4,根据观测文件提供的接收机信息、步骤2得到的接收机概略坐标和接收机 钟差以及步骤3得到的卫星精密坐标和精密钟差，通过误差改正模型计算精密单点定位过 程的各项误差改正值，并结合观测数据进行观测数据数据的质量控制； 步骤5,根据步骤1得到的无电离层组合伪距观测值和无电离层组合载波观测值， 步骤2得到的接收机概略坐标和接收机钟差，步骤3得到的卫星精密坐标和卫星精密钟差 以及步骤4得到的计算所得各项误差改正值，结合精密单点定位模型，构建多系统动态精 密单点定位方程； 步骤6,采用抗差自适应卡尔曼滤波解算步骤5得到的多系统动态精密单点定位 方程，根据滤波过程中得到的观测信息和预测的状态信息，调整观测值的权值和计算自适 应因子，实现高精度和高稳定性的动态定位。 所述步骤1中无电离层组合得到无电离层组合伪距观测值和无电离层组合载波 观测值的公式：【主权项】1. ，其特征在于：首先使 用三系统广播星历计算各自卫星坐标和卫星钟差，对其进行时空基准统一；结合观测文件 中的伪距观测值组合所得的无电离层伪距观测值，进行选权迭代伪距单点定位，反算历元 接收机概略坐标和各系统接收机钟差；从IGS等分析中心网站获取各系统的卫星精密星历 和精密钟差产品，通过拉格朗日插值方法计算各系统卫星精密坐标和卫星精密钟差；随后 根据各误差改正模型计算定位误差改正值，并结合观测数据进行观测数据的质量控制；最 后建立多系统动态PPP定位模型，采用抗差自适应Kalman滤波解算出观测值信息的残差值 和预测信息，确定观测权阵和自适应因子，实现高精度、高稳定性的动态PPP定位。2.根据权利要求1所述的基于抗差自适应Kalman滤波的多系统动态PPP解算方法，其 特征在于，包括如下步骤： 步骤1，使用三系统广播星历计算各自卫星坐标和卫星钟差，对其进行时空基准统一， 得到统一基准后的卫星坐标和卫星钟差；根据观测文件的Pl (Cl)和P2(C2)伪距观测值，进 行无电离层组合得到无电离层组合伪距观测值；根据观测文件的Ll和L2观测值，进行无电 离层组合得到无电离层组合载波观测值； 步骤2,根据步骤1得到的无电离层组合伪距观测值以及统一基准后的卫星坐标和卫 星钟差进行选权迭代伪距单点定位，得到接收机概略坐标和各系统接收机钟差； 步骤3,通过网络从IGS等分析中心获取三系统卫星精密星历和卫星精密钟差，根据观 测文件的历元时刻，进行拉格朗日插值得到相应时刻的卫星精密坐标和卫星精密钟差； 步骤4,根据观测文件提供的接收机信息、步骤2得到的接收机概略坐标和接收机钟差 以及步骤3得到的卫星精密坐标和精密钟差，通过误差改正模型计算精密单点定当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于抗差自适应Kalman滤波的多系统动态PPP解算方法，其特征在于：首先使用三系统广播星历计算各自卫星坐标和卫星钟差，对其进行时空基准统一；结合观测文件中的伪距观测值组合所得的无电离层伪距观测值，进行选权迭代伪距单点定位，反算历元接收机概略坐标和各系统接收机钟差；从IGS等分析中心网站获取各系统的卫星精密星历和精密钟差产品，通过拉格朗日插值方法计算各系统卫星精密坐标和卫星精密钟差；随后根据各误差改正模型计算定位误差改正值，并结合观测数据进行观测数据的质量控制；最后建立多系统动态PPP定位模型，采用抗差自适应Kalman滤波解算出观测值信息的残差值和预测信息，确定观测权阵和自适应因子，实现高精度、高稳定性的动态PPP定位。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘树国，靳晓东，高成发，何帆，吴向阳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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