[发明专利]一种基于半周模糊度的模糊度固定方法和系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及全球卫星导航定位系统GNSS接收机信号刚捕获时的整周模糊度的快速固定技术，尤其涉及一种基于半周模糊度的模糊度固定方法和系统。

背景技术

目前，全球卫星导航定位系统(GNSS)由美国的GPS，俄罗斯的GLONASS，中国的BeiDou以及欧盟的Galileo组成。随着全球卫星定位技术的发展，厘米甚至毫米级的定位精度需求也越来越迫切。GNSS RTK(Real-time kinematic实时动态差分法)技术仍然是获得厘米甚至是毫米级精度的最主要，最常用的定位技术，而RTK定位技术的关键点就在于整周模糊度的固定。通过一定的搜索算法，将由最小二乘或者卡尔曼滤波估计的模糊度的浮点解固定到原本的整数解，则可以发挥出载波相位观测量毫米级精度的优势，实现高精度定位。因此，如何缩短RTK初始化的时间是很重要的。

通常接收机对GNSS信号的载波跟踪采用的是对180度相位(半周)跳变不敏感的Costas环来实现的，因而在刚跟踪到GNSS信号时，Costas环输出的载波相位具有半周不确定性。接收机需要在解得GNSS信号的同步头之后，才能完成极性判断，消除半周不确定性，得到正常的载波相位观测量。对于GPS信号而言，该过程一般需要6秒才能实现。而这6秒的时间由于载波相位观测量可能存在半周模糊度，传统的算法建模无法实现整周模糊度的固定，从而延长了RTK初始化的时间，降低了RTK的使用效率。因此，使得RTK在极性判断完成前，即使可能含有半周模糊度，也能够实现模糊度的固定，是非常有必要的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于半周模糊度的模糊度固定方法和系统，能够使得RTK在极性判断完成前快速完成模糊度的固定，缩短了RTK初始化的时间。

为了达到上述目的，本发明提出了一种基于半周模糊度的模糊度固定方法，该方法包括：

基于预定的非差函数模型，建立双差函数模型。

对于建立的双差函数模型进行半周模糊度求解，获得具有能固定的整周双差模糊度向量的求解模型。

根据求解模型实现整周模糊度的固定。

优选地，预定的非差函数模型是指：

其中，i表示频点号；P_i和L_i分别表示i频点的非差伪距和载波相位观测量，单位为米；ρ表示卫星到接收机的几何距离；c为光速；dt_r和dt^s分别表示接收机钟差和卫星钟差；T和I分别表示对流层延迟和电离层延迟；f_i和λ_i分别表示频率和波长；N_i和ξ_i分别表示载波相位观测中的整周向量部分和非整周向量部分，当ξ_i存在时，ξ_i等于0.5；v_i和ε_i表示伪距和载波相位观测噪声。

优选地，双差函数模型是指：

其中，表示双差符号。

优选地，对于建立的双差函数模型进行半周模糊度求解包括：

对双差函数模型重新建立以下计算函数模型：

其中，表示极性判断完成前的载波相位观测量；表示含有的半周双差模糊度向量。

优选地，获得具有能固定的整周双差模糊度向量的求解模型包括：

将计算函数模型中的半周双差模糊度向量乘以2，获得整周向量到使半周双差模糊度向量变为整周向量，获得具有整周双差模糊度向量的求解模型。

优选地，求解模型是指：

其中，为能固定的整周双差模糊度向量。

优选地，根据求解模型实现整周模糊度的固定包括：

对求解模型进行最小二乘估计或卡尔曼滤波估计，获得整周双差模糊度向量的浮点解及浮点解的方差与协方差阵。

采用LAMBDA或者MLAMBDA算法搜索整周双差模糊度向量及整周双差模糊度向量的浮点解，并对整周双差模糊度向量的浮点解及浮点解的方差与协方差阵进行整周模糊度的固定。

优选地，采用LAMBDA或者MLAMBDA算法搜索整周双差模糊度向量及整周双差模糊度向量的浮点解包括：通过下述目标函数搜索整周双差模糊度向量及整周双差模糊度向量的浮点解：