[发明专利]一种卫星导航系统中的整周模糊度有效性检验方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，尤其是一种卫星导航系统中的整周模糊度有效性检验方法。

背景技术

目前，GNSS可为陆海空提供全天候和全球性的导航、定位和测量服务，目前已被广泛应用于交通、测绘等许多行业。由于其高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。

GNSS主要有两种观测量：伪距与载波相位观测量。伪距可利用卫星发播的伪随机码与接收机复制码进行相关得到，而载波相位观测量是指在接收时刻接收的卫星信号的相位相对于接收机产生的载波信号相位的测量值。利用伪距进行定位只能达到米级精度，而载波相位观测量精度要高的多，定位精度可达厘米甚至毫米级别，是RTK(Real-timekinematic)实时动态差分技术所必须的。但载波相位观测量存在一个整周模糊度，即接收到的载波相位与接收机产生的基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数。正确地确定它，即整周模糊度解算，是GNSS精密相对定位中非常重要、必须解决且最具挑战性的问题之一，也是实现RTK技术的关键。

目前常用的有效性检验方法主要是根据ratio检验进行有效性检验，现有的ratio检验分为：F-ratio，R-ratio，W-ratio等，最常用的是R-ratio和F-ratio，R-ratio和F-ratio利用的都是模糊度固定解的残差二次型最小值与次小值。在实际经验中我们知道，很多情况下，模糊度的残差二次型最小值与次小值差别并不大，例如残差二次型次小与最小的比值接近1，但是实际上模糊度的固定有可能是正确的，这导致现有ratio检验的可靠性较差。对于长距离、大范围的RTK，难以保证模糊度固定的正确性，影响定位精度。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种比现有残差二次型统计量更可靠的新检验统计量，利用新检验统计量构建的ratio检验可靠性更高，既适用于短距离、小范围的RTK，也适合于长距离、大范围的RTK的卫星导航系统中的整周模糊度有效性检验方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种卫星导航系统中的整周模糊度有效性检验方法，包括以下步骤：

步骤一：根据当前历元的卫星观测量和随机模型，建立观测方程，并求解观测方程，获取卫星整周模糊度浮点解；

步骤二：根据步骤一中的卫星整周模糊度浮点解，利用LAMBDA方法搜索卫星整周模糊度的固定解，以获取整周模糊度最小残差二次型和整周模糊度次小残差二次型；

步骤三：根据步骤二中的整周模糊度最小残差二次型和整周模糊度次小残差二次型计算出正确整周模糊度检验统计量和错误整周模糊度检验统计量，并对其进行有效性检验，判断当前历元卫星整周模糊度固定的正确性。

优选的，步骤一中，根据最小二乘平差法求解观测方程。

优选的，步骤三包括以下子步骤：

S31：分别计算整周模糊度最小残差二次型和整周模糊度次小残差二次型对应的残差偏量；

S32：假设整周模糊度最小残差二次型为正确整周模糊度，假设整周模糊度次小残差二次型为错误整周模糊度，根据正确整周模糊度和错误整周模糊度残差偏量，计算出正确整周模糊度检验统计量和错误整周模糊度检验统计量；

S33：对所述正确整周模糊度检验统计量和错误整周模糊度检验统计量进行有效性检验，判断当前历元卫星整周模糊度固定的正确性。

优选的，所述步骤三S31包括以下子步骤：

S311：计算整周模糊度最小残差二次型残差；

现有技术中，假设整周模糊度最小残差二次型为正确整周模糊度，假设整周模糊度次小残差二次型为错误整周模糊度；

将正确整周模糊度和错误整周模糊度分别表示为a和a_w，a_w＝a+Δa，Δa表示错误整周模糊度与正确整周模糊度的差，正确整周模糊度残差V＝(I-J)(y-Aa),其中J＝B(B^TPB)^-1B^TP；式中，A和B为观测方程Aa+Bb＝y中对应的系数矩阵，y为观测量，P表示权阵，I表示单位矩阵；

S312：计算错误整周模糊度残差；错误整周模糊度a_w残差为V_W＝(I-J)(y-Aa-AΔa)；