一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷的组合定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷的组合定位方法，在车载动态组合定位中融合了北斗三频单历元宽巷/超宽巷模糊度固定技术，在确保连续性的前提下实现高精度定位提供了保证；本发明专利技术提出了一种针对MEMS惯导设计的状态模型，为降低组合定位提供一种新的选择，本发明专利技术的目的旨在确保高精度连续性的前提下降低组合定位系统的成本，而且确保了以卫星定位为主，MEMS惯导为辅的定位结构可行性，将有效减少车载动态高精度设备的成本，促进北斗导航定位设备的设计与研发，其后续应用可推动北斗系统在无人驾驶为代表的动态定位领域的工程化应用。

Based on the triple frequency epoch-by-epoch wide lane / ultra wide lane combination positioning method

The invention discloses a triple frequency based on single epoch wide lane / ultra wide lane combination positioning method, positioning in the vehicle dynamic combination of integration of the triple frequency epoch-by-epoch wide lane / ultra wide lane ambiguity fixing technology, realization of the high precision positioning in the premise of ensuring the continuity of the invention provides insurance; put forward a state model used for MEMS design guide, provide a new option for reducing the positioning, the purpose of the invention is to ensure that the premise of high precision continuous lower combined positioning system cost, and ensure the feasibility of using satellite positioning, positioning structure of MEMS inertial supplement, will effectively reduce the vehicle dynamic high precision equipment cost, promote the design and development of the Beidou navigation and positioning equipment, the following application can promote the Beidou System in unmanned dynamic positioning field to represent driving engineering Application.

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷的组合定位方法
本专利技术涉及一种实时动态组合定位技术,属于全球导航卫星系统(GNSS)测试评估
，具体涉及一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷观测值的组合定位方法。
技术介绍
北斗卫星导航系统(BDS)是我国独立发展、自主运行并与其他卫星导航系统兼容的卫星导航定位系统，已对部分行业与地区提供连续无源定位、导航、授时等服务，BDS系统卫星全部播发三频信号，是目前唯一的全三频工作的卫星导航系统。多个频点的观测数据具有独特的优势，通过不同频率的线性组合，可以得到一系列波长较长的超宽巷或宽巷组合。结合伪距观测值组合,可以解算超宽巷或宽巷组合观测值模糊度，模糊度已固定的超宽巷或宽巷观测值即可视为高精度的“伪距”观测量，并应用于高精度快速定位。组合定位技术是指利用不同系统间的融合算法实现系统互补，得到相对较高精度的定位输出。目前最常用的组合系统为GNSS/INS组合。传统组合方法使用卫星伪距观测值形成观测向量，与惯导结合星历得到的卫地距作差得到观测向量。但伪距精度有限，所以随后发展出载波平滑伪距求取观测向量，甚至直接用载波观测值替代伪距，以提高精度。但是使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷的组合定位方法，其特征在于：在车载动态定位应用中，首先利用北斗三频单历元宽巷、超宽巷观测值分步固定模糊度，利用固定后的模糊度计算得到双差卫地距；通过车载惯导结合卫星星历计算得到惯导推算的双差卫地距；然后利用卫星和惯导观测的双差卫地距差值作为组合观测值建立扩展卡尔曼滤波观测模型；针对低成本MEMS惯导针对性建立状态模型；通过上述观测、扩展方程为核心的扩展卡尔曼滤波算法可得到瞬时定位改正数，用其修正当前历元惯导输出的坐标，即可求取高精度定位解。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷的组合定位方法，其特征在于：在车载动态定位应用中，首先利用北斗三频单历元宽巷、超宽巷观测值分步固定模糊度，利用固定后的模糊度计算得到双差卫地距；通过车载惯导结合卫星星历计算得到惯导推算的双差卫地距；然后利用卫星和惯导观测的双差卫地距差值作为组合观测值建立扩展卡尔曼滤波观测模型；针对低成本MEMS惯导针对性建立状态模型；通过上述观测、扩展方程为核心的扩展卡尔曼滤波算法可得到瞬时定位改正数，用其修正当前历元惯导输出的坐标，即可求取高精度定位解。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷的组合定位方法，其特征在于：所述组合定位方法通过专用的计量车进行实验验证：该计量车包含NovAtelSPAN-ISA-100C组合定位设备，并以零基线方式连接可接收北斗三频数据的司南接收机T300，除此以外，还有一个低成本SBGMEMS惯导用于和T300配合进行低成本组合定位计算。3.根据权利要求2所述的一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷的组合定位方法，其特征在于：实验验证的数据采集过程中，计量车车速为20-50km/h平稳行进。4.根据权利要求1所述的一种基于北斗三频单历元宽巷/超宽巷的组合定位方法，其特征在于：所述针对低成本MEMS惯导建立的模型坐标框架选择地心地固坐标系。5.根据权利要求1所述的组合定位方法中基于北斗单历元(宽巷/超宽巷模糊度解算建立新观测模型，其特征在于：使用经北斗单历元宽巷/超宽巷模糊度固定后得到的双差卫地距与惯导结合星历推导得到的双差卫地距作差得到观测向量；通过对双差卫地距进行一次泰勒展开得到线性化后的观测矩阵，具体包括如下步骤：步骤(1)，建立观测向量，具体内容如下：采用超宽巷组合(0,-1,1)得到双差模糊度，如式(1)所示：将其结果直接四舍五入取整得到整数解，代入式(2)所示的宽巷组合(1，-1，0)求取宽巷双差模糊度：同样可以通过四舍五入直接取整得到整数解，一旦取得整数解即可认为模糊度固定，此时可代入式(3)计算双差卫地距：就是计算得到的双差卫地距，记为相对应的，求取惯导结合星历推算的双差卫地距其推导过程如下：将上式线性化，可得：或记为ρI＝r+lIδx+mIδy+nIδz+ε(6)其中，r表示真实距离，ε表示截断误差，δx表示位置分量上的坐标误差，其他类推，同理可得另一基站观测值后，可求得站间单差：其中，i、j表示不同的两个测站，其中一个是基站，另一个是移动站，可求得对应另一卫星的站间单差，形成站间星间双差：

【专利技术属性】
技术研发人员：潘树国，叶飞，赵鹏飞，高旺，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32