一种单频实时精密单点定位方法技术

本发明专利技术涉及一种单频实时精密单点定位方法，属于单频实时精密单点定位观测数据处理技术领域。首先对获取的多历元观测数据进行数据预处理；再利用预处理后的多历元观测数据，建立观测方程和状态方程；然后确定参数以及观测值的先验方差

【技术实现步骤摘要】
一种单频实时精密单点定位方法


[0001]本专利技术涉及一种单频实时精密单点定位方法，属于单频实时精密单点定位观测数据处理


技术介绍

[0002]精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)是目前导航定位领域的研究热点。近年来国内外学者对其进行了大量的研究，解决了许多关键性问题。而单频接收机由于价格低廉、上手方便，已广泛应用于变形监测、低轨卫星定轨以及地面网解算等领域，但单频PPP的定位精度与多频PPP相比还存在一定差距，最大的难点是电离层延迟的改正。寻找更加有效的电离层处理方法，能够在很大程度上改善单频PPP的定位精度。
[0003]现有单频实时精密单点定位的电离层延迟处理方法中，有采用电离层模型改正，构成半合观测值消除电离层低阶项，建立电离层斜延迟参数模型描述电离层的简单活动；还有的处理方法需要外部电离层信息，且建立的模型较为粗糙，仍存在较大的电离层延迟剩余误差，大大影响了单频PPP的定位精度。现有研究集中于电离层模型改正与附加电离层约束的单频PPP估计方法，其单频精密单点的定位精度直接取决于所建立的模型精度，而在估算电离层斜延迟时，将电离层参数作为参数估计会导致秩亏问题，造成定位精度低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种单频实时精密单点定位方法，以解决目前单频实时精密单点定位精度低的问题。
[0005]本专利技术提供了一种单频实时精密单点定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0006]1)获取目标位置的多历元卫星观测数据；并对获取的数据进行数据预处理，得到预处理后的单点多历元观测数据；
[0007]2)利用预处理后的多历元观测数据，构建历元间观测数据的观测方程和状态方程；
[0008]3)采用自相关系数法确定多历元观测值之间的方差
‑
协方差阵，并利用单频PPP算法确定多历元参数之间的先验方差
‑
协方差阵；
[0009]4)设定第一滑动窗口尺寸，按照设定的第一滑动窗口尺寸采用滑动窗单频PPP算法，根据参数间的等价性建立参数的历元间约束方程，将该约束方程添加到平方根信息滤波模型中，并根据生成的观测值之间的方差
‑
协方差阵与多历元参数之间的先验方差
‑
协方差阵进行参数解算，得到坐标修正值，根据坐标修正值对单点概略坐标进行修正，实现精密单点定位；其中所述的平方根信息滤波模型包括有观测方程和状态方程。
[0010]本专利技术提出一种单频实时精密单点定位方法，利用单点多历元观测数据进行单频精密单点定位计算，避免因将电离层延迟作为参数导致的秩亏问题，并考虑到历元观测值和历元间参数的相关关系，构建观测值之间的方差
‑
协方差阵和历元间参数的方差
‑
协方差
阵，最后考虑历元间参数的等价性，根据滑动窗算法建立历元间的约束方程，解算单点坐标修正值，实现单点精密定位。本专利技术根据多历元卫星观测数据中参数的等价性，进行单频精密单点定位计算，解决了在单频精密单点定位计算中，将电离层延迟作为参数估计导致的秩亏问题，不需要引入外部电离层延迟信息和额外误差，提高了对电离层延迟进行参数估计的单频精密单点定位的精度和可靠性。
[0011]进一步地，所述步骤3)中观测值之间方差
‑
协方差阵的计算公式为：
[0012]ρ
τ
＝ρ
ij
＝ρ
ji
,τ＝|i
‑
j|,(i，j＝1,
…
,m)
[0013][0014]式中，ρ为两个观测值之间的相关系数；m为参加计算的历元数；是第i历元的偏差，σ
i
与σ
i+τ
分别为第i与第i+τ历元观测值的中误差；τ为两个观测值间间隔的历元数；r
i
与r
i+τ
分别为第i与第i+τ历元观测值的残差，并且满足r
i
＝r
i+τ
＝n
‑
1，n为多历元观测中的可观测卫星数。
[0015]进一步地，为了得到准确的单点多历元观测数据，所述步骤1)中数据预处理包括通过数据探测法探测并修复粗差、探测并修复钟跳；通过多普勒积分法与相位伪距组合法探测并修复周跳。
[0016]进一步地，为了得到准确的单点多历元观测数据，所述的预处理还包括剔除卫星数据中的无效时段。
[0017]进一步地，为了快速建立历元间的观测方程，所述步骤2)在建立观测方程前，设定第二滑动窗口尺寸，按照第二滑动窗口尺寸建立历元观测值滑动窗口，计算每个窗口下的历元观测值的观测方程。
[0018]进一步地，为了方便计算，所述步骤2)中还包括对观测方程和状态方程进行线性化处理。
[0019]进一步地，为了使计算结果更精准，所述步骤4)中在参数解算前，选择第一滑动窗口下第一组的模糊度作为基准值，所述模糊度根据单频的相位观测值减去伪距观测值，并对电离层延迟进行改正后得到。
[0020]进一步地，所述步骤4)在进行参数解算时还需要建立观测值误差方程，该误差方程为：
[0021]V
j
＝A
j
x
j
+B
j
y
j
‑
l
j
[0022]式中，V为观测值误差矩阵；j为联合的历元数；x
j
为不被约束的j个历元的参数；y
j
为被约束j个历元的参数；A
j
与B
j
分别为x
j
与y
j
的系数行满秩矩阵；l
j
为误差向量。
附图说明
[0023]图1是本专利技术单频实时精密单点定位方法的流程图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。
[0025]本专利技术提出一种单频实时精密单点定位方法，具体流程如图1所示。该方法首先对获取的单点多历元观测数据进行数据预处理；再利用预处理后的多历元观测数据，构建历元间观测数据的平方根信息滤波模型的观测方程和状态方程；然后采用自相关系数法确定多历元观测值之间的方差
‑
协方差阵，并利用单频PPP算法确定多历元参数之间的先验方差
‑
协方差阵；最后根据参数间的等价性建立参数的历元间约束方程，将该约束方程添加到平方根信息滤波模型中进行参数解算，得到坐标修正值并对单点概略坐标进行修正，实现精密单点定位。本专利技术根据多历元卫星观测数据中参数间的等价性进行单频精密单点定位计算，解决了在单频精密单点定位中，将电离层延迟作为参数估计导致的秩亏问题，不需要引入外部电离层延迟信息和额外误差，提高了对电离层延迟进行参数估计的单频精密单点定位的精度与可靠性。
[0026]步骤1.数据获取与数据预处理
[0027]本专利技术采用单频接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单频实时精密单点定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)获取目标位置的多历元卫星观测数据；并对获取的数据进行数据预处理，得到预处理后的单点多历元观测数据；2)利用预处理后的多历元观测数据，构建历元间观测数据的观测方程和状态方程；3)采用自相关系数法确定多历元观测值之间的方差
‑
协方差阵，并利用单频PPP算法确定多历元参数之间的先验方差
‑
协方差阵；4)设定第一滑动窗口尺寸，按照设定的第一滑动窗口尺寸采用滑动窗单频PPP算法，根据参数间的等价性建立参数的历元间约束方程，将该约束方程添加到平方根信息滤波模型中，并根据生成的观测值之间的方差
‑
协方差阵与多历元参数之间的先验方差
‑
协方差阵进行参数解算，得到坐标修正值，根据坐标修正值对单点概略坐标进行修正，实现精密单点定位；其中所述的平方根信息滤波模型包括有观测方程和状态方程。2.根据权利要求1所述的单频实时精密单点定位方法，其特征在于，所述步骤3)中观测值之间方差
‑
协方差阵的计算公式为：ρ
τ
＝ρ
ij
＝ρ
ji
,τ＝|i
‑
j|,(i，j＝1,
…
,m)式中，ρ为两个观测值之间的相关系数；m为参加计算的历元数；是第i历元的偏差，σ
i
与σ
i+τ
分别为第i与第i+τ历元观测值的中误差；τ为两个观测值间间隔的历元数；r
i
与r
i+τ
分别为第i与第i+τ历元观测值的残差，并且满足r
i
＝r
i+τ
＝n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林阳，杨凯淳，吕志平，邝英才，郑茜，许炜，贾真，李丛，邓勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：