[发明专利]基于北斗系统民用载波相位组合实现高精度定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航高精度定位技术领域，具体来说是一种基于北斗系统民用载波相位组合实现分米级甚至厘米级高精度定位的方法。

背景技术

随着全球GNSS技术的发展，载波相位单历元高精度应用需求带动了载波相位高精度定位的快速发展。载波相位高精度定位解算的关键在于整周模糊度解算。对于整周模糊度求解，近年来应用最广泛的方法有最小二乘模糊度去相关调整算法(LAMBDA法)，TCAR(Three CarrierAmbiguityResolution)、CAR(Cascade Integer Resolution)等。其中TCAR是一种三频模糊度解算方法。该方法将巧妙的使用了三个频率组成超宽巷和宽巷组合，先通过伪距测量值测得初始位置，再利用取整的方法推算超宽巷整周模糊度，然后通过对超宽巷测量值取整推宽巷模糊度，最后求解出个频点的整周模糊度，完成载波相位单历元解算。

但是，目前基于载波相位测量的高精度定位理论和方法主要都是基于GPS研发的，直接用于北斗系统还存在一定的不适应性，具体表现在：

一是北斗系统特殊的星座构型，尤其是星座中GEO(GeostationaryOrbit)卫星的空间位置相对固定，现有基于GPS系统提出的整周模糊度确定方法，很难直接用于GEO卫星并实现其整周模糊度的快速解算，需要提出新的方法来解决这一问题。

二是北斗系统区域服务对民用用户在L波段仅提供两个频率，三频载波相位组合高精度定位技术不能直接用于北斗民用服务。但是，北斗系统区域服务在提供L波段B1/B2频点RNSS导航信号的同时，还在S波段提供了RDSS服务，其出站信号同样具有被用于载波相位高精度定位的潜力。

因此，如何综合利用B1/B2/S频点的信号进行北斗载波相位高精度定位是一个亟待解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种基于北斗系统民用载波相位组合实现高精度定位的方法，通过综合利用北斗RNSS和RDSS民用三频信号和特殊星座的优势，攻克北斗GEO卫星相对静止不动的局限性，以及北斗RNSS信号只有两个民用信号难以实现快速整周模糊度解算的两个关键难题，实现单历元载波相位整周模糊度解算，并最终达到北斗载波相位快速高精度定位的目的。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种基于北斗系统民用载波相位组合实现高精度定位的方法，该方法包括：

步骤1：根据伪距双差观测值进行伪距差分定位，计算出伪距差分定位位置，并将该伪距差分定位位置作为初始用户位置；

步骤2：利用该伪距差分定位位置计算GEO超宽巷整周模糊度；

步骤3：对已计算整周模糊度的GEO超宽巷组合观测量取整，计算出GEO的宽巷整周模糊度

步骤4：计算GEO超宽巷组合双差观测量误差，确定GEO宽巷模糊度搜索范围；

步骤5：以步骤3计算出的GEO宽巷整周模糊度为搜索的初始值，在步骤4确定的GEO宽巷模糊度搜索范围内进行最小二乘搜索，得到GEO宽巷模糊度精确值；

步骤6：选取一颗MEO/IGSO卫星并初步计算其宽巷整周模糊度；

步骤7：确定步骤6计算的MEO/IGSO卫星宽巷模糊度搜索范围；

步骤8：以步骤6计算的整周模糊度为搜索的初始值，在步骤7确定的宽巷模糊度搜索范围内进行最小二乘搜索，得到MEO/IGSO宽巷模糊度精确值；

步骤9：利用超宽巷和宽巷的模糊度组合关系计算出B1、B2和S频点上的双差模糊度值；

步骤10：利用计算出的B1、B2和S频点上的双差模糊度值和接收机测量的载波相位，进行星基双差定位，计算出用户的高精度位置。

上述方案中，所述步骤1包括：

a)将伪距双差观测值代入线性化伪距双差观测方程其中，表示双差距离，表示双差测量误差；

b)用线性化微分过程对该线性化伪距双差观测方程进行线性化：