车载北斗载波相位周跳检测与修复方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车载北斗载波相位周跳检测与修复方法，包括：将通过北斗卫星接收机接收的当前历元的载波相位观测值与上一历元进行比较，获得载波相位周跳检测量；采用车载微惯性测量单元检测获得当前的车体姿态，通过车载里程计测量出车辆行进速度，计算出车辆在当前历元与上一历元之间的运动位移矢量；基于接收机至北斗卫星之间的单位视线矢量，将运动位移矢量转换至对应的北斗卫星的载波相位变化值；计算获得车载北斗载波相位的周跳值；在当前历元的载波相位观测值中扣除周跳值，实现对载波相位周跳的修复。本发明专利技术还提供了一种车载北斗载波相位周跳检测与修复系统。实施本发明专利技术提供的技术方案，具有计算简单、容易实施、可靠性高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定位导航
，尤其涉及一种车载北斗载波相位周跳检测与修复方法及系统。
技术介绍
全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)由于能够实现全球、全天候、高精度的定位导航，它的出现和快速发展，逐渐改变了人们日常生活和生产方式。作为中国的GNSS，北斗卫星导航系统又简称为北斗系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)。北斗系统是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。无论是BDS还是GPS(GlobalPositioningSystem)，单点定位精度优于10米，若要实现更高精度的定位，一般需要采用差分技术。目前，精度最高的卫星导航定位方式为载波相位差分定位，或称之为RTK(RealTimeKinematic)技术，其相对定位精度可达到毫米级，甚至更高。随着BDS产业的发展，特别是车载应用对亚米级和厘米级定位精度的迫切需求，采用RTK或者地基、星基增强信号实现高精度定位均需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载北斗载波相位周跳检测与修复方法，其特征在于，包括：将通过北斗卫星接收机接收的当前历元的载波相位观测值与上一历元的载波相位观测值进行比较，获得载波相位周跳检测量；采用车载微惯性测量单元检测获得当前的车体姿态，以及，通过车载里程计测量出车辆行进速度；根据当前的车体姿态、行进速度和车辆运动约束信息，计算出车辆在当前历元与上一历元之间的运动位移矢量；基于接收机至北斗卫星之间的单位视线矢量，将所述运动位移矢量转换至对应的北斗卫星的载波相位变化值；根据所述载波相位周跳检测量和所述北斗卫星的载波相位变化值，计算获得车载北斗载波相位的周跳值；在当前历元的载波相位观测值中扣除所述周跳值，实现对当前历元的...

【技术特征摘要】
1.一种车载北斗载波相位周跳检测与修复方法，其特征在于，包括：将通过北斗卫星接收机接收的当前历元的载波相位观测值与上一历元的载波相位观测值进行比较，获得载波相位周跳检测量；采用车载微惯性测量单元检测获得当前的车体姿态，以及，通过车载里程计测量出车辆行进速度；根据当前的车体姿态、行进速度和车辆运动约束信息，计算出车辆在当前历元与上一历元之间的运动位移矢量；基于接收机至北斗卫星之间的单位视线矢量，将所述运动位移矢量转换至对应的北斗卫星的载波相位变化值；根据所述载波相位周跳检测量和所述北斗卫星的载波相位变化值，计算获得车载北斗载波相位的周跳值；在当前历元的载波相位观测值中扣除所述周跳值，实现对当前历元的车载北斗载波相位周跳的修复。2.如权利要求1所述的车载北斗载波相位周跳检测与修复方法，其特征在于，所述根据当前的车体姿态、行进速度和车辆运动约束信息，计算出车辆在当前历元与上一历元之间的运动位移矢量，包括：根据当前的车体姿态、行进速度和车辆运动约束信息，构建组合导航滤波器；根据组合导航滤波器的误差状态方程计算出系统误差状态矢量，以及，根据组合导航滤波器的观测方程，计算出速度误差观测矢量；根据所述系统误差状态矢量和所述速度误差观测矢量，计算出车辆在当前历元与上一历元之间的运动位移矢量。3.如权利要求2所述的车载北斗载波相位周跳检测与修复方法，其特征在于，所述组合导航滤波器的误差状态方程为：X·=FX;]]>其中，系统误差状态矢量为X＝[δψ,δV,δR,bg,ba]T，δψ为失准角矢量，δV为速度误差矢量，δR为位置误差矢量，bg为三个轴的陀螺零漂，ba为三个轴的加速度计零偏，F为系统状态矩阵：F=-ωinn×03×303×3-Cbn03×3fn×03×303×303×3Cbn03×3pv03×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×3;]]>其中，ωiε为地球自转角速度，Lati为车辆当前的纬度值，Vn为北向速度，Vε为东向速度，Vd为地向速度，r0为地球半径，h为高程，为的反对称矩阵，03×3为3×3维的零矩阵，为从载体坐标系至导航坐标系的方向余弦阵，fn为导航坐标系下的微加速度计输出值，fn×为fn的反对称矩阵，矩阵pv为：pv=1r0+h0001(r0+h)cos(Lati)000-1.]]>4.如权利要求2所述的车载北斗载波相位周跳检测与修复方法，其特征在于，所述根据组合导航滤波器的观测方程，计算出速度误差观测矢量，包括：通过车载里程计测量当前车体前向速度，获得里程计输出速度值Vodo；采用车载微惯性测量单元检测车体在导航坐标系中各个姿态方向的速度，包括北向速度Vn，东向速度Vε，地向速度Vd；根据从载体坐标系至导航坐标系的方向余弦阵将车体在导航坐标系各个姿态方向的速度进行坐标转换，获得车体前向速度车体侧向速度和垂直向速度计算出在车体前向速度误差dVx、车体侧向速度误差dVy、垂直向速度误差dVz，获得速度误差观测矢量Z＝[dVx,dVy,dVz]，其中，根据组合导航滤波器的观测方程Z＝HX+ξ，计算获得速度误差观测矢量与系统误差状态矢量X的关联关系；其中，为测量系数矩阵；ξ为测量噪声向量。5.如权利要求2所述的车载北斗载波相位周跳检测与修复方法，其特征在于，所述基于接收机至北斗卫星之间的单位视线矢量，将所述运动位移矢量转换至对应的北斗卫星的载波相位变化值，具体为：利用所述组合导航滤波器计算出车辆在单位时间的运动位移矢量：ΔP＝P(ti)-P(ti-1)；在当前历元ti时刻获得接收机至第j颗北斗卫星的单位视线矢量为hj(ti)；将车辆在单位时间的运动位移矢量转换至对应的北斗卫星的载波相位变化值ΔΦMIMUj(ti)=norm(...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪文朗，夏忠辉，张选，杨勇斌，钟诚，
申请(专利权)人：惠州市组合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44