[发明专利]一种快速收敛的精密单点定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及全球导航卫星定位技术领域，尤其涉及一种快速收敛的精密单点定位方法。

背景技术

精密单点定位(PrecisePointPositioning，简称PPP)是基于状态空间域改正信息的高精度定位方法，基本实现方法为：用户采用一台GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)接收机的双频码伪距和载波相位观测值，通过国际GNSS服务组织(InternationalGNSSService，简称IGS)提供的GNSS精密轨道和精密钟差产品内插出相应观测时刻的卫星轨道和钟差信息，同时应用误差模型修正天线相位中心、地球自转、固体潮汐等误差源的影响，进行单站绝对定位。目前，位置解收敛到静态厘米级、动态分米级的精度通常需要较长的时间，如静态模式下一般需要20～30分钟才能收敛到厘米级。收敛速度慢是限制PPP技术更加广泛应用的主要原因。

自从精密单点定位技术被提出以来，许多专家学者提出了多种定位方法，如Kouba在期刊“GPSSolutions”2001年第5卷第2期中提出了标准消电离层组合方法(Un-Differenceionosphere-freecombinedmethod，简称UD方法)，GaoY在期刊“Navigation”2002年第49卷第2期中提出了UofC方法(UniversityofCalgarymethod，简称UofC方法)。这两种方法均采用了消电离层组合，虽然降低了电离层延迟对定位的影响，但放大了观测噪声和多路径效应，不利于位置解的快速收敛；张宝成在“测绘学报”2010年第39卷第5期中提出了非差非组合方法(Un-Combinedmethod，简称UC方法)，该方法采用参数估计形式将电离层延迟模拟成随机游走，但采用了原始码伪距观测值，观测噪声仍然较大，且无法降低轨道误差对定位的影响。另外，GeM在期刊“JournalofGeodesy”2008年82卷第7期中、张小红在期刊“武汉大学学报·信息科学版”2010年第35卷第6期中、ShiJ在期刊“GPSSolutions”2014年第66卷第1期中均实现了基于相位偏差改正的精密单点定位固定解，虽在一定程度上提高了PPP收敛速度和定位精度，但参数的解算仍需基于上述三种基本方法来实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种快速收敛的精密单点定位方法，有效降低观测噪声、轨道误差对滤波收敛速度与定位精度影响，并利用对流层延迟、电离层延迟历元间缓慢变化的特性作为约束条件，提高了精密单点定位解算的性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种快速收敛的精密单点定位方法,包括如下步骤:

(S1)、对全球导航卫星的观测数据进行预处理：

采用M-W组合法和电离层残差法对原始载波相位观测值中存在的周跳进行探测，并修复；

对天线相位中心偏差、地球自转、相对论效应、天线相位缠绕误差源的影响进行修正；

对精密卫星轨道和卫星钟差数据进行拉格朗日多项式内插，获取观测时刻的卫星轨道和卫星钟差；

(S2)、顾及电离层延迟对不同频率观测值的影响关系，建立卫星的原始载波相位观测值和的观测方程，如公式(5)、公式(6)所示：