一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法技术

本申请涉及一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法。所述方法包括：获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量，根据基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量，构建惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型，采用最小二乘法获取k+1时刻的基线矢量浮点解和模糊度浮点解，根据基线矢量浮点解和模糊度浮点解，采用先宽巷后单频逐级求解整周模糊度，得到单频模糊度固定解，根据单频模糊度固定解和惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型，更新基线矢量，得到基线矢量固定解。采用本方法能够提供连续准确的定位计算。

【技术实现步骤摘要】
一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法
本申请涉及卫导精密相对定位
，特别是涉及一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法。
技术介绍
卫导相对定位技术在航天器空间交会对接、飞机空中加油、车辆智能交通和舰载机着舰中应用广泛。高效、可靠的整周模糊度求解是卫导精密相对定位的关键技术。卫导多系统多频信号能提供更多的观测信息，虽然能增强相对定位模型强度，提高整周模糊度求解成功率，却也带来高维整周模糊度求解效率低、耗时长的难题。目前常用的基于多频观测信息的三频模糊度求解算法，在噪声较大的条件下宽巷模糊度求解成功率较低，影响逐级算法的总体成功率和初始化性能。此外，卫星信号较为脆弱，动态导航中，受不良观测环境如高楼大厦、高架、隧道和树林的遮挡，卫星信号容易中断，单纯卫导很难快速实现整周模糊度的重新初始化。上述两点使得纯卫导基于多频观测信息的逐级求解算法成功率较低，所需初始化时间较长，无法为用户提供连续、可靠的精密相对定位解。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决无法提供连续定位问题的一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法。一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法，所述方法包括：获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量；根据所述基准站惯导历元间位置增量和所述移动站惯导历元间位置增量，构建惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型；其中，所述惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型中确定了k时刻模糊度浮点解和基线矢量预报浮点解与k+1时刻模糊度和基线矢量的关系；采用最小二乘法获取k+1时刻的基线矢量浮点解和模糊度浮点解；根据所述基线矢量浮点解和模糊度浮点解，采用先宽巷后单频逐级求解整周模糊度，得到单频模糊度固定解；根据所述单频模糊度固定解和所述惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型，更新基线矢量，得到基线矢量固定解。在其中一个实施例中，还包括：获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量为：其中，和分别为卫导前后历元的采样时刻，表示基准站惯导历元间位置增量，表示基准站惯导历元的位置，表示基准站惯导历元的位置，表示移动站惯导历元间位置增量，表示移动站惯导历元的位置，表示移动站惯导历元的位置。在其中一个实施例中，还包括：根据前一时刻基线矢量浮点解、前一时刻基线矢量固定解、所述基准站惯导历元间位置增量以及所述移动站惯导历元间位置增量，计算得到当前时刻基线矢量预报浮点解和基线矢量预报固定解为：其中，表示当前时刻基线矢量预报浮点解，表示当前时刻基线矢量预报固定解；和分别为前一时刻基线矢量浮点解和前一时刻基线矢量固定解，和分别为基准站惯导历元间位置增量和所述移动站惯导历元间位置增量；以时刻模糊度浮点解、当前时刻基线矢量预报浮点解和预报固定解为观测量，根据当前时刻的伪距、载波相位双差观测量，得到惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型为：其中，和分别为时刻模糊度和基线矢量，为时刻模糊度浮点解的协方差阵，为时刻预报浮点解的协方差阵，为时刻预报固定解的协方差阵，为时刻的双差伪距和载波相位观测值的协方差阵，为单位阵，为零矩阵。和分别为对应模糊度和基线矢量未知参数的设计矩阵。在其中一个实施例中，还包括：采用最小二乘法获取k+1时刻的基线矢量浮点解和模糊度浮点解：其中，和为求得的时刻的模糊度浮点解和基线矢量浮点解。在其中一个实施例中，还包括：获得各个频点的单频模糊度浮点解，根据宽巷算子对单频模糊度浮点解进行转换，获得宽巷模糊度浮点解；根据协方差传播律，得到所述宽巷模糊度浮点解的宽巷模糊度浮点解方差阵；采用LAMBDA算法搜索所述宽巷模糊度浮点解方差阵，得到超宽巷模糊度固定解和宽巷模糊度固定解，根据所述超宽巷模糊度固定解和所述宽巷模糊度固定解建立单频模糊度观测方程，根据所述单频模糊度观测方程更新单频模糊度浮点解得到单频模糊度固定解。在其中一个实施例中，还包括：根据所述单频模糊度固定解和所述惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型，得到载波相位观测方程；根据所述载波相位观测方程，通过最小二乘算法求得基线矢量固定解。上述一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法，获得较为准确的基线矢量和模糊度浮点解，提高了逐级算法中宽巷模糊度求解成功率，缩短了单频模糊度的初始化时间。附图说明图1为一个实施例中惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法的流程示意图；图2为一个实施例中惯导历元间位置增量的示意图；图3为一个实施例中基线矢量的示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请提供的一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法，可以应用于卫导和惯导紧组合中，即基准站或移动站上均设置卫导和惯导紧组合，基准站或移动站均可以获得卫导观测数据和惯导观测数据。此处提到的卫导指的是卫星导航设备，例如GPS接收机、GNSS设备、北斗接收机等，惯导指的是惯性导航设备，例如IMU。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法，包括以下步骤：步骤102，获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量。步骤104，根据基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量，构建惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型。步骤106，采用最小二乘法获取k+1时刻的基线矢量浮点解和模糊度浮点解。步骤108，根据基线矢量浮点解和模糊度浮点解，采用先宽巷后单频逐级求解整周模糊度，得到单频模糊度固定解。步骤110，根据单频模糊度固定解和惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型，更新基线矢量，得到基线矢量固定解。上述一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法，获得较为准确的基线矢量和模糊度浮点解，提高了逐级算法中宽巷模糊度求解成功率，缩短了单频模糊度的初始化时间。在其中一个实施例中，如图2所示，获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量为：其中，和分别为卫导前后历元的采样时刻，表示基准站惯导历元间位置增量，表示基准站惯导历元的位置，表示基准站惯导历元的位置，表示移动站惯导历元间位置增量，表示移动站惯导历元的位置，表示移动站惯导历元的位置。+表示滤波后的数据。在另一个实施例中，如图3所示，根据前一时刻基线矢量浮点解、前一时刻基线矢量固定解、所述基准站惯导历元间位置增量以及所述移动站惯导历元间位置增量，计算得到当前时刻基线矢量预报浮点解和基线矢量预报固定解为：其中，表示当前时刻基线矢量预报浮点解，表示当前时刻基线矢量预报固定解；和分别为前一时刻基线矢量浮点解和前一时刻基线矢量固定解，和分别为基准站惯导历元间位置增量和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量；/n根据所述基准站惯导历元间位置增量和所述移动站惯导历元间位置增量，构建惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型；其中，所述惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型中确定了k时刻模糊度浮点解和基线矢量预报浮点解与k+1时刻模糊度和基线矢量的关系；/n采用最小二乘法获取k+1时刻的基线矢量浮点解和k+1时刻的模糊度浮点解；/n根据所述k+1时刻的基线矢量浮点解和k+1时刻的模糊度浮点解，采用先宽巷后单频逐级求解整周模糊度，得到单频模糊度固定解；/n根据所述单频模糊度固定解和所述惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型，更新基线矢量，得到基线矢量固定解。/n

【技术特征摘要】
1.一种惯导辅助卫导相对定位多历元逐级模糊度求解方法，其特征在于，所述方法包括：
获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量；
根据所述基准站惯导历元间位置增量和所述移动站惯导历元间位置增量，构建惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型；其中，所述惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型中确定了k时刻模糊度浮点解和基线矢量预报浮点解与k+1时刻模糊度和基线矢量的关系；
采用最小二乘法获取k+1时刻的基线矢量浮点解和k+1时刻的模糊度浮点解；
根据所述k+1时刻的基线矢量浮点解和k+1时刻的模糊度浮点解，采用先宽巷后单频逐级求解整周模糊度，得到单频模糊度固定解；
根据所述单频模糊度固定解和所述惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型，更新基线矢量，得到基线矢量固定解。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量，包括：
获取基准站惯导历元间位置增量和移动站惯导历元间位置增量为：



其中，和分别为卫导前后历元的采样时刻，表示基准站惯导历元间位置增量，表示基准站惯导历元的位置，表示基准站惯导历元的位置，表示移动站惯导历元间位置增量，表示移动站惯导历元的位置，表示移动站惯导历元的位置。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述基准站惯导历元间位置增量和所述移动站惯导历元间位置增量，构建惯导辅助卫导多历元浮点解滤波模型，包括：
根据前一时刻基线矢量浮点解、前一时刻基线矢量固定解、所述基准站惯导历元间位置增量以及所述移动站惯导历元间位置增量，计算得到当前时刻基线矢量预报浮点解和基线矢量预报固定解为：



其中，表示当前时刻基线矢量预报浮点解，表示当前时刻基线矢量预报固定解；和分别为前一时刻基线矢量浮点解和前一时刻基线矢量固定解，和分别为基准站惯导历元间位置增量和所述移动站惯导历元间位置增量；

【专利技术属性】
技术研发人员：董毅，吴杰，王鼎杰，李青松，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43