一种单历元双差整周模糊度快速解算确认方法技术

本发明专利技术涉及一种单历元双差整周模糊度快速解算确认方法。该方法用于多频信号的卫星导航系统，包括：确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵；确定所述最优解的点位精度；将所述点位精度与基于该多频信号的卫星导航系统的主频率信号对应的阈值进行比较；将点位精度优于所述阈值的最优解对应主频率信号的双差整周模糊度的候选组确定为最优组。本发明专利技术的实施方式由于考虑了卫星导航系统具有多频信号特征，无需进行传统的复杂的Ratio检验，只需采用简单地一致性确认即能快速确定整周模糊度，为高频数据单历元双差整周模糊度快速确定提供一种可靠性强、解算效率快且简单有效的快速解算确认方法。快且简单有效的快速解算确认方法。快且简单有效的快速解算确认方法。

【技术实现步骤摘要】
一种单历元双差整周模糊度快速解算确认方法


[0001]本专利技术涉及双差整周模糊度解算
，尤其涉及一种单历元双差整周模糊度解算确认。

技术介绍

[0002]在高精度卫星定位领域，一般采用GNSS载波相位测量法。载波相位信号是周期性的正弦信号，而GNSS载波相位测量只能测量其不足一个波长的部分，因而存在整周不确定性的问题，即整周模糊度(也称整周未知数)的问题。整周模糊度的快速确定是高精度卫星实时动态定位的关键之一。在进行整周模糊度确定时，在确定出主频率信号对应的最优解时，目前的方法通常要使用Ratio检验对该最优解进行可靠性检验，检验通过之后，再利用该最优解确定所有卫星对双差整周模糊度。使用Ratio检验相对复杂，某种程度上减慢单历元双差整周模糊度的快速确定。另一方面，Ratio检验的临界值通常设置为3.0，这是一个经验值，有一些文献表明设置为1.8～3.0均可，没有一个确定的数值，这对于可靠性要求强的实际应用来说，存在一定的“纳伪”或“弃真”可能情况。
[0003]本文对
技术介绍
的描述只是为了方便对本专利技术的理解，不表明这些技术为本领域的技术人员所知，不应理所当然地被认为是现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术鉴于现有技术的以上情况作出，用以解决现有技术中存在的一项或更多项的问题，至少提供一种有益的选择。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种单历元双差整周模糊度快速解算确认方法。该方法用于多频信号的卫星导航系统，所述方法包括：确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵；确定所述最优解的点位精度；将所述点位精度与基于该多频信号的卫星导航系统的主频率信号对应的阈值进行比较；将点位精度优于所述阈值的最优解对应主频率信号的双差整周模糊度的候选组确定为最优组。
[0006]根据本专利技术的一些实施方式，无需使用传统的Ratio检验的方法，可以提高单历元双差整周模糊度的确定效率，至少可以作为一种有益的选择。
附图说明
[0007]结合附图可以更好地理解本专利技术，附图是示意性的，不是对本专利技术的保护范围的限制。
[0008]图1示出了依据本专利技术的一种实施方式的单历元双差整周模糊度快速解算确认方法的示意性流程图。
[0009]图2示出了依据本专利技术的一种实施方式的确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵的方法的示意性流程图。
具体实施方式
[0010]图1示出了依据本专利技术的一种实施方式的单历元双差整周模糊度快速解算确认方法的示意性流程图。如图1所示，依据本专利技术的一种实施方式的单历元双差整周模糊度快速解算确认方法，首先在步骤S100确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵。然后，在步骤S200，确定所述最优解的点位精度。接着，在步骤S300，将所述点位精度与基于该多频信号的卫星导航系统的主频率信号对应的阈值进行比较；最后，在步骤S400，将点位精度优于所述阈值的最优解所对应的主频率信号的双差整周模糊度的候选组确定为最优组。该方法可以使用卫星定位的流动站(以下也称流动站或监测站，可以是GNSS监测站)和与监测站相通信的处理器完成。该监测站可以固定安装在例如高层建筑的顶部的位置。所述监测站主要用于卫星导航信号的数据采集，所述方法涉及的S100～S400步骤均由处理器来实现，监测站与处理器可以单独，也可以集成于一体。在实现该步骤S100～S400时，可以与存储器相配合。
[0011]确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵的步骤S100可以采用本领域技术人员现在知道的或以后知悉的其它方法来实现。例如，采用最小二乘参数估计间接平差法确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵。
[0012]图2示出了依据本专利技术的一种实施方式的确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵的方法的示意性流程图。如图2所示，依据本专利技术的一种实施方式的确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵的方法首先在步骤S110确定主频率信号和辅频率信号。主频率信号主要用于定位，辅频率信号主要用于交叉约束主频率信号的双差整周模糊度快速解算。根据一种实施方式，可以将多频率信号的卫星导航系统的第一频率信号确定为主频率信号，而将主频率信号之外的频率信号单独或线性组合确定为辅频率信号。也可以是将单一系统(例如BDS系统的B1I、B1C、B2a、B2b、B3I或GPS系统的L1、L2、L5)的多个频率信号进行宽巷组合或窄巷组合或超宽巷组合等线性组合形成一个新的组合频率信号确定为主频率信号，而将主频率信号之外的频率信号单独或线性组合确定为辅频率信号。根据一种实施方式，将载波相位观测量精度高的一个原始频率信号或经多个原始频率信号进行线性组合后形成一个新的组合频率信号确定为主频率信号。
[0013]然后在步骤S120，构建主频率信号的载波相位双差观测方程和辅频率信号的载波相位双差观测方程。
[0014]根据一种实施方式，如下地建立主频率信号的载波相位双差观测方程和辅频率信号的载波相位双差观测方程：
[0015][0016]其中，λ为频率信号的波长，包括主频率信号和辅频率信号的波长，当λ为主频率信号的波长时，建立的为主频率信号的载波相位双差观测方程，当λ为辅频率信号的波长时，
建立的为辅频率信号的载波相位双差观测方程，
[0017]其中，下标b表示基准站，下标r表示流动站，上标i表示卫星高度角最大的参考卫星，上标j表示除所述参考卫星之外的卫星，j＝1,2,
…
,i
‑
1,i+1,
…
,k，表示载波相位双差观测值，表示站星间距离观测值与卫地距差之差，和表示卫地距方向余弦系数，和为流动站r的三维坐标改正数，表示双差整周模糊度，k是正整数，指本历元观测的卫星的总数。
[0018]接着，在步骤S130，利用辅频率信号的载波相位双差观测方程，确定主频率信号的双差整周模糊度的候选组。
[0019]根据一种实施方式，如下地确定主频率信号的双差整周模糊度的候选组：
[0020]首先，如下地计算辅频率信号的双差整周模糊度的初值：
[0021][0022]其中，下标b表示基准站，下标r表示流动站，上标i表示卫星高度角最大的参考卫星，上标j表示除所述参考卫星之外的卫星，j＝1,2,
…
,i
‑
1,i+1,
…
,k，表示辅频率信号f
A
的双差整周模糊度的初值，表示辅频率信号f
A
的站星间距离观测值与卫地距差之差，表示辅频率信号f
A
的双差载波相位观测值，为辅频率信号f
A
的波长。
[0023]其次，利用该初值，确定辅频率信号的双差整周模糊度的候选值：
[0024]针对卫星对i和j，
[0025][0026]其中，i为参考卫星，j为除参考卫星之外的卫星，j＝1,2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单历元双差整周模糊度快速解算确认方法，用于多频信号的卫星导航系统，所述方法包括：确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵；确定所述最优解的点位精度；将所述点位精度与基于该多频信号的卫星导航系统的主频率信号对应的阈值进行比较；将点位精度优于所述阈值的最优解所对应的主频率信号的双差整周模糊度的候选组确定为最优组。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如下地确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵：针对多频率信号，确定主频率信号和辅频率信号；建立主频率信号和辅频率信号的载波相位双差观测方程；利用辅频率信号的载波相位双差观测方程，确定主频率信号的双差整周模糊度的候选组；将所述的候选组逐一代入主频率信号的载波相位双差观测方程，确定主频率信号的载波相位双差观测方程的最优解及对应的方差阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如下地确定主频率信号的双差整周模糊度的候选组：首先，利用辅频率信号的载波相位双差观测方程，如下地计算辅频率信号的双差整周模糊度的初值：其中，表示辅频率信号f
A
的双差整周模糊度的初值，表示辅频率信号f
A
的站星间距离观测值与卫地距差之差，表示辅频率信号f
A
的载波相位双差观测值，为辅频率信号f
A
的波长，下标b表示为卫星定位基准站，下标r表示为卫星定位流动站；其次，利用所述初值，确定辅频率信号的双差整周模糊度的候选值：针对卫星对i和j，其中，i为参考卫星，j为除参考卫星之外的卫星，j＝1,2,
…
,i
‑
1,i+1,
…
,k，E
Length
指卫星对i和j的误差带的带长，为辅频率信号f
A
的双差整周模糊度的候选值，
w为候选值个数；再次，利用如下地关系式，将的确定为主频率信号f
M
的双差整周模糊度的候选值：其中：其中，u为误差带，为主频率信号f
M
经站星间双差后的残余误差及测量噪声，为辅频率信号f
A
经站星间双差后的残余误差及测量噪声，为辅频率信号的波长，为辅频率信号f
A
的双差整周模糊度的候选值，E
Wide
指卫星对i和j的误差带的带宽，为主频率信号f
M
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周命端，姬旭，徐翔，崔立锟，白岩松，尚乐怡，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：