一种用北斗双频接收机进行高精度动态单点定位的方法技术

本发明专利技术公开了一种用北斗双频接收机进行高精度动态单点定位的方法，本发明专利技术利用双频高采样频率北斗数据，只需一台北斗双频接收机，无需在已知点架设基站或者CORS系统等其他辅助设备，采用下列算法消除或减弱各项误差来源，最终通过迭代最小二乘消元方法，提出使用基于单差模糊度和对流层延迟参数的卡尔曼滤波器进行参数解算，可以得到准确的绝对坐标位置，工作实施简便，定位精度高，便于锁定卫星的位置，适用于较大工作范围的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种定位方法，具体是一种用北斗双频接收机进行高精度动态单点定位的方法。
技术介绍
GNSS定位中，一般依赖差分处理来消除对流层延迟，电离层延迟，星历误差以及钟差等影响。但受限于测区附件必须有已知点或CORS站覆盖，不然无法得到准确的绝对位置坐标，而只能止步与流动站与基站间的相对位置信息。单点定位相对于差分定位而言，有其自身的优势，特别是工作实施的简便和定位精度的相对均衡。随着IGS轨道产品和钟差产品精度的不断提高，精密单点定位(PrecisePointPositioning，简称PPP)越来越受到人们的重视，其为大范围GNSS动态高精度定位提供了新的途径。目前PPP的数学模型，基本为采用非差伪距和载波相位无电离层组合观测量，通过序贯平差迭代解算模糊度、天顶对流层延迟和接收机钟差参数，最后使用解得的参数结合载波相位观测量进行高精度定位。有研究结果表明，在良好的观测条件下，静态定位精度可以达到厘米级，动态定位已经达到分米级。非差模型中一个重要的问题是接收机钟差与载波相位偏差线性相关，模型的精度会直接影响到最终的定位结果，而不同接收机的钟差漂移水平和重置模式各不相同，此为一个工作难点。同时，对于较大工作范围的应用，对流层湿分量变化较大，使得随机模型精度下降，也会影响PPP的定位精度。更为重要的是，在实际动态应用中，由于动态应用的观测环境相对恶劣，会频繁出现周跳和卫星失锁的情况，而由于迭代解算需要一定的时间以收敛参数，周跳和卫星失锁问题使得PPP的数据处理难度骤然增大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用北斗双频接收机进行高精度动态单点定位的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用北斗双频接收机进行高精度动态单点定位的方法，具体步骤如下：步骤1，采用北斗双频接收机获取北斗双频观测值，计算卫星位置，其伪距和载波相位定位方程为： ρ ~ I F j = ρ j + d t - dt j + M j T Z + ϵ ρ I F - - - ( 1 ) ]]>其中：和分别为无电离层组合伪距观测值、载波相位观测值和载波相位初始未知数(浮点模糊度，内含接收机相位偏差和卫星钟相位偏差)，ρj为卫星至接收机的几何距离，dtj为卫星钟差等效距离，dt为接收机钟差等效距离，Mj为对流层延迟投影函数，TZ为天顶对流层延迟，和分别为组合观测量噪声；步骤2，构建星间单差方程，并线性化，写成矩阵形式为：其中：X＝[dx]，ΔLρ和分别为经过改化后的无电离层组合单差伪距和载波相位观测矢量，Δb为(n－1)×3维星间单差定位系数阵，ΔM为(n－1)×1维星间单差对流层投影函数矩阵，I为单位阵，dx为坐标改正数，dTZ为对流层延迟改正数，ΔγIF为单差无电离层组合模糊度，其已经消除了接收机相位偏差，但是卫星相位偏差仍然存在，D为单差观测矢量方差阵；步骤3，探测和修复周跳；步骤4，使用迭代最小二乘法，建立只含有模糊度和对流层延迟参数的定位方程， L = A ‾ Y , D - - - ( 4 ) ]]>其中I为单位阵，N11＝BTD-1B；步骤5，使用广义卡尔曼滤波器进行卡尔曼滤波，步骤6，滤波器状态参数收敛后，再带入方程(2)解算出每个历元的空间位置作为本专利技术进一步的方案：卡尔曼滤波器的方程式为 P ‾ t = ΦP t - 1 Φ T + Q t - - - ( 5 ) ]]> K t = P ‾ t A ‾ T ( A ‾ P ‾ t A ‾ T + R ) - 1 - - - ( 6 ) ]]> d Y ^ = K t L - - - ( 7 ) ]]> P t = ( I - K t A ‾ ) P ‾ t ( I - K t A ‾ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用北斗双频接收机进行高精度动态单点定位的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，采用北斗双频接收机获取北斗双频观测值，计算卫星位置，其伪距和载波相位定位方程为：其中：和分别为无电离层组合伪距观测值、载波相位观测值和载波相位初始未知数(浮点模糊度，内含接收机相位偏差和卫星钟相位偏差)，ρj为卫星至接收机的几何距离，dtj为卫星钟差等效距离，dt为接收机钟差等效距离，Mj为对流层延迟投影函数，TZ为天顶对流层延迟，ερIF和分别为组合观测量噪声；步骤2，构建星间单差方程，并线性化，写成矩阵形式为：D(3)其中：ΔLρ和分别为经过改化后的无电离层组合单差伪距和载波相位观测矢量，Δb为(n－1)×3维星间单差定位系数阵，ΔM为(n－1)×1维星间单差对流层投影函数矩阵，I为单位阵，dx为坐标改正数，dTZ为对流层延迟改正数，ΔγIF为单差无电离层组合模糊度，其已经消除了接收机相位偏差，但是卫星相位偏差仍然存在，D为单差观测矢量方差阵；步骤3，探测和修复周跳；步骤4，使用迭代最小二乘法，建立只含有模糊度和对流层延迟参数的定位方程，其中I为单位阵，N11＝BTD‑1B；步骤5，使用广义卡尔曼滤波器进行卡尔曼滤波，步骤6，滤波器状态参数收敛后，再带入方程(2)解算出每个历元的空间位置。...

【技术特征摘要】
1.一种用北斗双频接收机进行高精度动态单点定位的方法，其特征在于，具体步骤如
下：
步骤1，采用北斗双频接收机获取北斗双频观测值，计算卫星位置，其伪距
和载波相位定位方程为：
其中：和分别为无电离层组合伪距观测值、载波相位观测值和载波相位初
始未知数(浮点模糊度，内含接收机相位偏差和卫星钟相位偏差)，ρj为卫星至接收机的几
何距离，dtj为卫星钟差等效距离，dt为接收机钟差等效距离，Mj为对流层延迟投影函数，TZ为天顶对流层延迟，ερIF和分别为组合观测量噪声；
步骤2，构建星间单差方程，并线性化，写成矩阵形式为：D(3)
其中：ΔLρ和分别为经过改
化后的无电离层组合单差伪距和载波相位观测矢量，Δb为(n－1)×3维星间单差定位系数
阵，ΔM为(n－1)×1维星间单差对流层投影函数矩阵，I为单位阵，dx为坐标改正数，dTZ为
对流层延迟改正数，ΔγIF...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红星，范明灿，王晖，
申请(专利权)人：孙红星，
类型：发明
国别省市：湖北;42