[发明专利]一种短基线多频多系统单历元解算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种GNSS多系统融合解算方法，特别是关于一种短基线多频多系统单历元解算方法。

背景技术

目前，在GNSS多系统融合解算中，通常两种方案：一种方案是基于GPS系统最为稳定和成熟这一假设，首先固定GPS，然后再固定GLONASS和BDS两个系统的模糊度，最终实现多系统的单历元解算；另一种方案是将多系统统一解算。两种方案都是基于伪距和载波的组合，如果是使用两个频率组合，最优的长波长组合是宽巷组合，波长为0.8m左右(GPS是0.8619m，GLONASS是0.8421m，BDS是 0.8470m)。而伪距的标称精度一般在0.5m左右，使得宽巷模糊度解算的成功率较低，造成单历元解算的成功率总体较低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种短基线多频多系统单历元解算方法，该方法有效提高了超宽巷模糊度固定的成功率，同时有效降低模糊度参数与坐标参数之间的相关性，降低协因数阵的病态性，提高浮点解的准确度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种短基线多频多系统单历元解算方法，其特征在于，该方法步骤如下：1)利用现有各个终端采集卫星观测数据，进行数据预处理；2)采用MW组合模式计算BDS超宽巷模糊度N(0,-1,1)浮点解，然后将浮点解取整，以浮点解与整数解差异0.20为阈值，超出阈值则对对应的超宽巷模糊度进行搜索，并以超宽巷模糊度回代方程单历元解算的单位权中误差最小为依据，搜索正确的超宽巷模糊度固定解；3)采用TCAR方法固定BDS系统宽巷模糊度和基频模糊度；4)在固定BDS系统的模糊度后，将其作为约束条件计算GPS/GLONASS系统的浮点解，并使用LAMBDA算法固定GPS/GLONASS系统模糊度：

式中，B,G,R分别代表BDS卫星,GPS卫星,GLONASS卫星；VB,VG,VR分别为各卫星系统对应的残差；B_B,B_G,B_R,为各卫星系统对应的坐标分量系数矩阵；C_G,C_R,为GPS,GLONASS系统对应模糊度系数矩阵；X为坐标分量；N_G，N_R为GPS,GLONASS对应的模糊度；λ_B(1，0，0)，λ_G(1，0，0)，λ_R(1，0，0)为各系统对应波长；为载波相位观测值，为对应几何量；5)利用计算出来的浮点解和协因数阵Q_NN，使用LAMBDA算法固定GPS系统模糊度N_G,Int和GLONASS系统模糊度N_R,Int；6)将固定后的GPS系统模糊度N_G,Int和GLONASS系统模糊度N_R,Int代回方程(1)，则：

7)利用估计的坐标值计算待估点的坐标，完成单历元解算。

进一步，所述步骤2)中，所述BDS系统超宽巷模糊度浮点解为：

式中，(i)为第i个卫星对，i＝1,2,…,n；为BDS超宽巷模糊度；f₂、 f₃分别为BDS系统B₂、B₃频点的反射频率；分别为BDS系统B₂、B₃频点的载波观测值；分别为BDS系统B₂、B₃频点的伪距观测值；λ_(0,1,0)、λ_(0,0,1)分别为B₂和B₃频点的波长。

进一步，所述步骤2)中，所述BDS系统超宽巷模糊度固定解求解方法如下： (1)首先将超宽巷模糊度的浮点解取整：其中，[] 代表四舍五入；(2)计算浮点解和固定解之间的差异δ_i：其中，||代表取绝对值；(3)根据差异进行模糊度候选值的选取；(4)假设有n对模糊度，m对模糊度属于差异δ<0.2，则搜索空间为2^(n-m)个，模糊度候选组合的构造形式为：候选假组合的初始值为零矩阵S，如果δ₁<0.2，且i＝1，则初始值为：

当i≠1时，则初始值为：