[发明专利]采用多或双GNSS接收系统的高精度GNSS定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航定位系统领域，尤其涉及一种采用多或双GNSS接收系统的高精度GNSS定位系统。

背景技术

GNSS是Global Navigation Satellite System的缩写。即：全球导航卫星系统。目前，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统、中国的Compass(北斗)，目前各个系统在卫星轨道位置、覆盖区域、信号频率、精度、电文、服务、定位误差等各有不同。

在卫星定位中，为了提高初次定位速度及得到更高的精度，往往需要更多更强的卫星信号才能实现精准的定位。

在城市里，由于高楼大厦阻挡和反射，使得卫星信号接收不稳定，可用卫星数少，造成定位漂移，定位可重复度低，偏差较大，定位精度大大受到影响。

目前全球的各大GNSS系统，基本上都是以军事应用为主，对于民用而言，其精度难以保证。例如，在GPS系统中美国出于自身利益方面的考虑，在未经美国政府授权的广大用户所使用的标准定位服务(SPS)中人为地引入误差，即在所有的GPS工作卫星上实施选择可用性(SA)政策，使水平定位精度降低至100m(2dRMS)，垂直定位精度为156m(2a)，时间精度为175ns。尽管SA政策已于2005年5月1日停止使用，但是单点定位的精度也只有20-40m，这样的精度难以满足民用领域例如飞机导航、工程测量等方面的定位需求。

有必要设计一种构架更为合理的GNSS定位系统，解决在城市、森林等非开阔地点的高精度定位问题，减少定位漂移，提高重复定位精度。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供采用多或双GNSS接收系统的高精度GNSS定位系统，从而解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

采用多或双GNSS接收系统的高精度GNSS定位系统，其特征在于，所述GNSS定位系统内部采用两个或多个GNSS接收子系统，GNSS接收子系统均设置有GPS接收模组。

经过本领域技术人员的反复研究、实验和改良，针对多或双GNSS接收系统的特殊性，为提高接收精度，减少漂移，首先将GNSS接收子系统输出的定位数据经由软件差分滤波器处理，然后通过GNSS定位误差时间序列分析器分析处理，建立定位误差的AR模型，再将处理后的数据送到卡尔曼滤波器进行参数估计，经过这一系列的算法即可得到非常准确的GNSS定位数据了。

其具体工作步骤如下：

1.GNSS接收子系统的GPS接收模组接收至少4颗卫星的有效信号，并输出NMEA格式的定位数据；

2.将步骤1获取的定位数据由差分滤波器处理；

3.将步骤2获取的数据经由GNSS定位误差时间序列分析器分析处理，建立定位误差的AR模型；

4.将步骤3获取的数据经由卡尔曼滤波器进行参数估计；

5.将步骤4获取的数据以同样的GPS标准NAMEA格式输出，得到定位信息。

作为一种改进，所述GPS接收模组采用U-blox和Sirf4构建。

作为一种改进，所述GNSS定位系统内部采用两个GNSS接收子系统，所述两个GNSS接收子系统均具有GPS接收模组，为第一GPS接收模组和第二GPS接收模组。

作为一种进一步的改进，所述差分滤波器的处理步骤如下：

在T时刻，

第一GPS接收模组接收卫星定位数据X，获取系统误差W1，获取随机误差V1，

第二GPS接收模组接收卫星定位数据X，获取系统误差W2，获取随机误差V2；

对获得的定位数据、系统误差和随机误差进行分析处理，

第一GPS接收模组的输出为Y1=X+W1+V1，

第二GPS接收模组的输出为Y2=X+W2+V2；

则，第一GPS接收模组和第二GPS接收模组的差分输出误差E=Y1-Y2=（W1-W2）+(V1-V2）；

由于设备上的第一GPS接收模组和第二GPS接收模组在同一时刻、同一地点对GNSS系统内定位卫星发送的数据进行处理，故有（W1-W2）接近零，大大降低了系统误差对定位的影响。

由此可见，软件差分滤波器可有效地消除或减弱相关误差的影响，从而提高相对定位的精度。

处理好系统误差后，随机误差就变得突出了。