一种基于短基线的定位定向方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于短基线的定位定向方法及装置，所述方法包括：双核处理器的第一核，通过第一天线获得第一伪距观测值和第一载波相位观测值，并通过第二天线获得第二伪距观测值和第二载波相位观测值；同时，第一核经过处理得到站星距的单位化视向矢量；然后写入第一核和第二核的共享地址空间；第二核从共享地址空间读取数据并建立定向GNSS数学模型，然后求解双差载波相位整周模糊度的浮点解及其协方差矩阵；根据双差载波相位整周模糊度的浮点解及其协方差矩阵，求解第一天线指向第二天线的基线向量的固定解；基于第一天线指向第二天线的基线向量的固定解，求解航向角。本发明专利技术能够提升数据处理的效率，并降低定位定向装置的成本和功耗。本和功耗。本和功耗。

A positioning and orientation method and device based on short baseline

【技术实现步骤摘要】
一种基于短基线的定位定向方法及装置


[0001]本专利技术涉及定位定向
，具体而言，涉及一种基于短基线的定位定向方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，卫星导航系统的应用领域不断得到拓展，人们期望将其应用于高精度测量和定位领域，如测绘、农业、防灾救灾、航空航海等领域。定位定向方法是对高精度载波相位测量的一种应用，通过对卫星高精度的载波相位进行测量计算，可实现厘米级甚至毫米级的定位精度，也可在短基线相对定位中实现高精度的定向功能。因此，结合北斗卫星系统在全球投入应用，在定位定向方法的应用领域开展研究，是一个极具现实意义和战略价值的方向。
[0003]现有定位定向装置通常包括两个卫星定位芯片和一个处理器，两个卫星定位芯片接收卫星信号并输出定位信息和观测值给处理器，处理器单独实现定向功能，此类定位定向装置的成本和功耗都很高。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种基于短基线的定位定向方法及装置，以解决现有的定位定向装置的成本和功耗都很高的问题。
[0005]本专利技术提供的一种基于短基线的定位定向方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于短基线的定位定向方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、定位定向装置的双核处理器的第一核，通过第一天线获得第一伪距观测值和第一载波相位观测值，并通过第二天线获得第二伪距观测值和第二载波相位观测值；同时，第一核经过处理得到站星距的单位化视向矢量；然后将第一伪距观测值和第一载波相位观测值，第二伪距观测值和第二载波相位观测值，以及站星距的单位化视向矢量写入第一核和第二核的共享地址空间；S200、第二核从共享地址空间读取第一伪距观测值和第一载波相位观测值，第二伪距观测值和第二载波相位观测值，以及站星距的单位化视向矢量，建立定向GNSS数学模型，并求解双差载波相位整周模糊度的浮点解及其协方差矩阵；S300、根据双差载波相位整周模糊度的浮点解及其协方差矩阵，求解第一天线指向第二天线的基线向量的固定解；S400、基于第一天线指向第二天线的基线向量的固定解，求解航向角，得出定位定向结果。2.根据权利要求1所述的基于短基线的定位定向方法，其特征在于，步骤S100包括如下子步骤：S101、双核处理器的第一核通过捕获和跟踪第一天线的卫星信号，获得第一伪距观测值和第一载波相位观测值，并通过捕获和跟踪第二天线的卫星信号，获得第二伪距观测值和第二载波相位观测值；S102、第一核采用单点定位方法得到第一天线的定位结果，利用卫星信号星历计算卫星位置，得到站星距的单位化视向矢量，表示为：其中，符号g表示星座的标识；符号k表示卫星，频率用Li区别；S103、第一核将第一伪距观测值和第一载波相位观测值，第二伪距观测值和第二载波相位观测值，以及站星距的单位化视向矢量写入第一核和第二核的共享地址空间。3.根据权利要求2所述的基于短基线的定位定向方法，其特征在于，步骤S200包括如下子步骤：S201、第二核从共享地址空间读取第一伪距观测值和第一载波相位观测值，第二伪距观测值和第二载波相位观测值，以及站星距的单位化视向矢量；S202、在第二核中建立定向GNSS数学模型；S203、利用读取的第一伪距观测值和第一载波相位观测值，第二伪距观测值和第二载波相位观测值，以及站星距的单位化视向矢量，并基于定向GNSS数学模型，建立单历元双差模型；S204、基于单历元双差模型，采用正交投影法求解双差载波相位整周模糊度的浮点解及其协方差矩阵。4.根据权利要求3所述的基于短基线的定位定向方法，其特征在于，步骤S202中，所述定向GNSS数学模型用线性观测方程的方式表述为：E(y)＝Aa+Bb，D(y)＝Q
y
，a∈Z
n
，b∈R3其中：y是观测向量；a是整周模糊度向量，属于n维整数向量Z
n
；b是当地水平坐标系下的
基线向量，属于3维实数向量R3；A是整周模糊度向量a的设计矩阵；B是基线向量b的设计矩阵；Q
y
是观测向量y的方差协方差矩阵，反应其统计特性；E(
·
)代表期望算子；D(
·
)代表方差算子。5.根据权利要求3所述的基于短基线的定位定向方法，其特征在于，步骤S203包括如下子步骤：S2031、单差：对于第一伪距观测值和第一载波相位观测值以及第二伪距观测值和第二载波相位观测值，假设对于GNSS星座g有m
g
颗可见星，在其Li频率上的原始载波相位测量方差为原始伪距测量方差为将这m
g
颗可见星的单差载波相位观测方程和单差伪距观测方程分别联立，整理成单差矩阵方程：分别联立，整理成单差矩阵方程：其中，表示星座g的Li频率上的单差载波相位观测向量，单位为周；表示星座g的Li频率上的单差伪距观测向量，单位为周；E
g
表示星座g的所有可见星的单位化视向矢量矩阵，维数为m
g
×
3；表示星座g的Li频率上的单差载波相位观测向量的噪声；表示星座g的Li频率上的单差伪距观测向量的噪声；表示星座g的Li频率上的单差载波相位的整周模糊度向量；τ＝c(δt
A
‑
δt
B
)表示两个接收装置的钟差，单位为米；表示一个列向量，其元素全部为1，维数为m
g
；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娱，陈闹，卢鑫，刘双美，麻泽龙，阚飞，彭汪昆，董柯，雷腾飞，张聪，卢刚，
申请(专利权)人：四川省水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：