通过固定和确认载波距离模糊度来进行GNSS定位制造技术

通过固定和确认载波距离模糊度来进行GNSS定位。一种用于基于GNSS信号来固定和验证模糊度的方法和装置。提供了第一估计器(102)和第二估计器(104)来估计模糊度。在第一估计器中，固定的模糊度在随后历元被反馈到估计器。在第二估计器中，不反馈固定的模糊度。比较从这两个估计器产生的固定的模糊度，以验证经由第一估计器产生的固定的模糊度的有效性。根据比较的结果，修改经由第一估计器产生的固定的模糊度。修改后的固定的模糊度可以用于计算位置固定。位置固定。位置固定。

【技术实现步骤摘要】
通过固定和确认载波距离模糊度来进行GNSS定位


[0001]本公开涉及使用全球导航卫星系统(GNSS)来进行定位。具体而言，涉及至少部分基于GNSS信号的载波相位的测量进行定位。

技术介绍

[0002]用于GNSS定位的技术在本领域中是众所周知的。现有的GNSS包括全球定位系统(GPS)、伽利略、格洛纳斯(GLONASS)和北斗。各个GNSS包括卫星星座，在本领域中也称为“空间载具(SV)”。通常，各个SV发送多个信号。这些信号由期望计算其位置的接收器接收。接收器可以使用这些信号进行多次测距测量，以得到关于接收器与相应卫星之间的距离的信息。当可以进行足够次数的测量时，可以通过多边测量来计算接收器的位置。
[0003]伪距(pseudorange)是一种测距测量。这是对调制到由SV发送的载波信号上的伪随机噪声(PRN)码的码相位的测量。伪距测量可以达到米级的定位准确性。然而，在存在多径的情况下，例如在密集的城市环境中，伪距测量会经受降低的准确性/可靠性。
[0004]载波相位测量是另一种测距测量。在载波上执行测距测量以及或代替调制PRN代码，可以实现位置固定的更高准确性，例如，可以达到厘米级的准确性。在存在多径的情况下，载波相位测量也可能是更鲁棒的。
[0005]然而，载波相位测量的一个困难是，其包含固有模糊度。虽然可以在给定周期(波长)内准确地测量载波的相位，但这并不能唯一地确定测距测量，因为SV与接收器之间存在未知整数个载波波长。只有这些模糊度被解算，才能实现基于载波相位的定位的益处。/>[0006]已经提出了各种技术来“固定”模糊度。这涉及到基于模糊度是整数量的知识来对解进行约束。在某些情况下，这些技术将各个模糊度固定到整数值；然而，这并不是重要的。在某些情况下，可将模糊度固定到整数值，但随后进行进一步处理，以使最终的“固定的”模糊度为浮动值。在某些情况下，可以固定模糊度的线性组合，而不是单个模糊度。在某些情况下，可以固定模糊度的子集。用于固定载波距离模糊度的一种已知技术是最小二乘模糊度去相关调节(LAMBDA)方法(Teunissen PJG,“The least
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squares ambiguity decorrelation adjustment:a method for fast GPS integer ambiguity estimation”,Journal of Geodesy 70:65
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82,1995)。
[0007]当成功地(即，正确地)固定了模糊度时，可以非常准确地计算定位解(如上所述，准确度为厘米级)。然而，如果未正确地固定模糊度，实际上可能会在定位解中引入重大错误。也就是说，在某些情况下，定位解可能比未固定模糊度时还要差(准确度更低)。更糟糕的是，这种错误在短期内可能很难检测出来。而且，在检测出错误之前，(不准确的)定位解将被认为是非常准确的。希望提供检测和纠正这种不正确固定的模糊度的方式。

技术实现思路

[0008]可以使用不同的策略来固定载波距离模糊度。可能没有在所有实际情况下都能最优执行的单个“最好”策略。而是，不同的策略可以具有不同的优势和劣势，并且可能或多或
少适合特定情况。
[0009]一旦模糊度在一个历元(epoch)被固定，在连续历元保持其不变就可能是有利的。这可以允许估计器尽可能受益于从固定获得的信息，并且使用此信息改进其它状态变量(诸如，位置、速度和/或时间变量)的估计。如果固定是正确的——也就是说，如果模糊度被固定在其真实值上，那么这很有效。然而，如果模糊度被不正确地固定，则这种方案可能导致错误在其它变量(具体地，位置、速度和/或时间变量，但不限于这些变量)中传播。专利技术人已经认识到，希望获得保持固定模糊度不变的益处(即，不在随后历元对其进行估计/更新)，同时缓解由不正确固定导致的问题。
[0010]在根据本公开的一些示例中，在一个估计器中，在估计器的连续历元之间，固定模糊度保持不变。同时，模糊度由另一个估计器在各个历元进行估计和固定。使用在各个历元估计和固定的模糊度来确认保持不变的那些模糊度。这有助于识别那些保持不变的模糊度是否是有错误的。
[0011]方法和装置被提供用于基于GNSS信号固定和验证模糊度。第一估计器和第二估计器被提供用于估计模糊度。在第一估计器中，固定的模糊度在随后历元被反馈给估计器。在第二估计器中，不进行固定的模糊度的反馈。比较两个估计器产生的固定的模糊度，以验证经由第一估计器产生的固定的模糊度的有效性。根据比较的结果，修改经由第一估计器产生的固定的模糊度。修改后的固定的模糊度可用于计算位置固定。
[0012]本专利技术由权利要求限定。在一个方面，提供了一种基于GNSS信号验证固定的模糊度的方法，所述方法包括：在第一历元，
[0013]基于所述GNSS信号的第一观测结果，使用第一估计器估计包括第一组浮动载波距离模糊度的第一状态向量；
[0014]基于所述第一组浮动载波距离模糊度，固定一个或更多个第一载波距离模糊度，
[0015]该方法还包括：在第二历元，
[0016]基于所述GNSS信号的新第一观测结果，使用所述第一估计器估计所述第一状态向量的一部分，其中，来自第一历元的固定的一个或更多个第一载波距离模糊度保持不变，并且其中，估计所述第一状态向量的所述部分包括估计所述第一状态向量的除保持不变的那些状态之外的状态；
[0017]基于所述GNSS信号的第二观测结果，使用第二估计器估计包括第二组浮动载波距离模糊度的第二状态向量；
[0018]基于所述第二组浮动载波距离模糊度，固定一个或更多个第二载波距离模糊度；
[0019]比较固定的一个或更多个第一载波距离模糊度与固定的一个或更多个第二载波距离模糊度；以及
[0020]基于所述比较的结果，修改固定的一个或更多个第一载波距离模糊度中的至少一个。
[0021]根据该方案，固定的第二载波距离模糊度可以提供“健全性检查”或确认固定的第一载波距离模糊度的手段。第二状态向量的估计包括估计在第一状态向量中保持不变(即，不被估计)的一个或更多个状态。因此，以与第一状态向量不同的方式计算第二状态向量。这种独立性有助于确认工作。具体地，由于状态在第二估计器中不被保持不变，而是在各个历元被估计，因此该估计器可能能够较快地识别并从固定的模糊度的错误中较快地恢复。
然而，当模糊度被正确地固定时，可以预期第一估计器(其反馈固定的模糊度并保持其不变)将能够提供更精确的定位结果。因此，将使用反馈产生的固定的模糊度与不使用反馈产生的固定的模糊度进行比较的方案可以帮助位置估计获得这两种方案的优点(并减轻其局限性)。
[0022]可选地，该方法还可以包括基于固定的一个或更多个第一载波距离模糊度中的修改后的至少一个第一载波距离模糊度来估计一个或更多个测距测量。另选地或附加地，该方法还可以包括至少部分地基于固定的一个或更多个第一载波距离模糊度中的修改后的至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于全球导航卫星系统GNSS信号验证固定的模糊度的方法，所述方法包括：在第一历元处，基于所述GNSS信号的第一观测结果，使用第一估计器(102)估计(202a)包括第一组浮动载波距离模糊度的第一状态向量；基于所述第一组浮动载波距离模糊度，固定(212a)一个或更多个第一载波距离模糊度，所述方法还包括：在第二历元处，基于所述GNSS信号的新的第一观测结果，使用所述第一估计器(102)估计(202b)所述第一状态向量的一部分，其中，来自所述第一历元的所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度保持不变，并且其中，估计所述第一状态向量的所述一部分的步骤包括：估计所述第一状态向量的除了保持不变的状态之外的状态；基于所述GNSS信号的第二观测结果，使用第二估计器(104)估计(204b)包括第二组浮动载波距离模糊度的第二状态向量；基于所述第二组浮动载波距离模糊度，固定(214b)一个或更多个第二载波距离模糊度；比较(220)所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度与所述固定的一个或更多个第二载波距离模糊度；以及基于所述比较的结果，修改(222)所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度中的至少一个第一载波距离模糊度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述比较(220)的步骤包括：确定所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度中的至少一个第一载波距离模糊度不同于所述固定的一个或更多个第二载波距离模糊度中的相应一个第二载波距离模糊度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述比较(220)的步骤包括：确定超过预定比例的所述固定的第一载波距离模糊度与相应的固定的第二载波距离模糊度不同。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述比较(220)的步骤包括：确定固定的第二载波距离模糊度的数量大于固定的第一载波距离模糊度的数量，或者确定在固定所述第二载波距离模糊度之后与所述第二状态向量相关联的不确定性低于与所述第一状态向量相关联的相应不确定性。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，修改(222)所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度中的至少一个第一载波距离模糊度的步骤包括：重置所述至少一个第一载波距离模糊度。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，修改(222)所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度中的至少一个第一载波距离模糊度的步骤包括：重置所有所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度和/或重置所有所述固定的一个或更多个第二载波距离模糊度。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，修改(222)所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度中的至少一个第一载波距离模糊度的步骤包括：用所述固定的一个或更多个第二载波距离模糊度替换所述固定的一个或更多个第一载波距离模糊度。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，与所述第一估计器(102)相比，所
述第二估计器(104)估计不同的一组状态。9.根据权利要求8所述的方法，其中，由所述第二估计器(104)估计的所述一组状态是基于以下一个或更多个标准选择的：选择载波
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噪声比高于预定阈值的GNSS信号；以及选择高于地平线上方最小预定海拔的空间载具SV的GNSS信号。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：瑞士优北罗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：