[发明专利]一种提高卫星精密单点定位精度和收敛速度的方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航定位领域，特别涉及一种提高卫星精密单点定位精度和收敛速度的方法。

背景技术

1997年，JPL的Zumberge等人首先提出了精密单点定位的思想，即所谓的PPP(Precise Point Positioning)。精密单点定位技术从根本上改变了用“差分GPS”实现高精度动态定位的理念，真正实现了利用单台接收机进行全球范围内高精度无缝观测的梦想，并且能直接得到高精度的ITRF(国际地面参考框架)坐标。因此，该技术一经提出，就吸引了大批国内外学者研究，目前已成为GPS领域的研究热点。

GPS精密单点定位需要考虑的误差改正项很多。有些误差能够用函数模型实现改正，如卫星天线相位中心改正、相对论效应改正等可以直接精确模型化，电离层延迟可以通过双频观测值的组合消除；也有些误差是函数模型无法改正的，如多路径效应影响、载波相位观测值噪声影响等。要提高精密单点定位的精度，只研究函数模型还不够，必须确定合适的随机模型。

函数模型用于描述观测值与未知参数之间关系，而随机模型描述观测值本身统计特性，主要通过一个适当的协方差矩阵来进行定义。目前，国内针对GPS精密单点定位的随机模型的研究还不多，有必要研究建立能准确反映观测值相关性和质量特征的随机模型，进一步提高精密单点定位的精度和收敛速度。

在GPS数据处理中，选择不同的随机模型，就是选择了不同的权阵，不同的定权直接影响GPS精密单点定位的结果。结合目前国内外研究文献以及关于GPS精密单点定位的软件，常用的随机模型主要有三种：等权随机模型、基于卫星高度角的随机模型和基于载噪比的随机模型。

等权随机模型是假定原始的各类观测值之间互不相关，同时假定同类不同卫星间的原始观测值之间不相关，然后通过协方差传播定律导出基于星间单差函数模型观测值的方差-协方差阵。

由于GPS观测量的误差大多与卫星高度角有关，为了克服这些误差的影响，建立基于卫星高度角的定权随机模型。基于卫星高度角的随机模型主要有三角函数模型和指数函数模型。

载噪比同样对观测值的精度有影响，基于载噪比的随机模型能够有效地削弱大气残余误差的影响。

但是，等权随机模型应用范围不广，很多工程情况下等权随机模型不能满足精度需求；而单一的以高度角或载噪比为参数的随机模型也不能有效反映观测值之间的相关性。因此，需要一个稳定的随机模型来提高GPS精密单点定位的精度与定位速度。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种提高卫星精密单点定位精度和收敛速度的方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种提高卫星精密单点定位精度和收敛速度的方法，在基于高度角定权的指数函数模型的基础上加一个比例因子：

σis=9S(a0+a1·exp(-EisEi0))]]>

式中，代表GPS观测值的中误差，代表卫星的高度角，a₀、a₁、为常数，由经验数值确定，S为比例因子，由下式确定：