[发明专利]一种双频载波相位整周模糊度固定的方法

说明书

技术领域

本发明涉及GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统)的载波相位差分相对定位方法，更具体地，涉及一种L1、L2双频载波相位整周模糊度固定的方法。

背景技术

卫星导航系统可以向广大用户提供高精度、全天候的导航、定位和授时服务，是当今国民经济和国防建设不可或缺的重要空间基础设施。利用GPS(GlobalPositioningSystem)进行相对定位是高精度测量的有效手段。接收机的基本观测量包括伪距和载波相位，其中伪距ρ可表示为：

ρ＝r+c(δt_r-δt^(s))+I+T+ε_ρ(1)

式中，r为卫星到接收机的几何距离，c为光速，δt_r为接收机钟差，δt^(s)为卫星钟差，I为电离层误差，T为对流程误差，ε_ρ为伪距噪声。

双差伪距可表示为：

▽Δρ＝▽Δr+▽Δε_ρ(2)

式中▽Δ为双差算子，表示将基准站与流动站的伪距做差，再和基准星伪距做差的运算。双差可以消除大部分空间、时间相关的误差，从而提高定位精度。

载波相位观测量φ可表示为：

φ＝λ^-1[r+c(δt-δt^(s))-I+T]+N+ε_φ(3)

式中λ为载波相位波长，N为整周模糊度，ε_φ为载波相位噪声。

双差载波相位可表示为：

▽Δφ＝λ^-1▽Δr+▽ΔN+▽Δε_φ(4)

基于(2)式的相对定位称为伪距差分技术，由于伪距中▽Δε_ρ较大，观测值本身精度较低，由此得到的结果一般不能满足用户的需求；基于(4)式的相对定位称为载波相位差分技术，载波相位中▽Δε_φ较小，观测值本身的精度较高，因此载波相位观测值可以大大提高观测的精度，但是式(4)中包含未知的▽ΔN，载波相位进行差分定位的前提是确定载波相位整周模糊度。

现今较成熟的整周模糊度固定算法大多基于搜索策略，若能通过伪距直接取整固定整周模糊度，就能避免搜索算法计算效率低且可能搜索错误的问题。然而取整算法很少用于工程的原因是伪距测量精度远不及载波相位波长。即使组成宽巷组合，宽巷整周模糊度的真值可能是取整估计值邻近的三个整数中的其中之一，伪距多径较严重时还会出现更大的取整误差。

发明内容

为了解决使用伪距取整宽巷整周模糊度时出现取整错误的问题，本发明提出了一种双频载波相位整周模糊度固定的方法。

实现本发明的技术方案如下：

一种双频载波相位整周模糊度固定的方法，具体过程为：

步骤101：将双差伪距和载波相位组成MW(Melbourne-Wubbena)组合，使用MW组合取整固定宽巷整周模糊度；

步骤102：将L1、L2双频载波相位观测方程与步骤101中所固定的宽巷整周模糊度联立，得到L1频点的整周模糊度的浮点解，直接取整得到L1频点的整周模糊度固定解，通过L1、L2频点整周模糊度与宽巷整周模糊度的关系，计算L2整周模糊度固定解；

步骤103：判断步骤102中计算的L1频点的浮点解的小数部分所属的区间，所述区间为：0～0.15和0.85～1为正确区间，0.15～0.35和0.65～0.85为不可修复区间，0.35～0.65为需修复区间；当L1频点的浮点解的小数部分处于正确区间时，该组双频载波相位观测值置为可用；当处于不可修复区间，该组双频载波相位观测值置为不可用，当处于需修复区间，将宽巷模糊度向之前取整值反向修正一周，该组双频载波相位观测值置为可用；

步骤104：使用自主完好性技术排除大于一周的宽巷整周模糊度取整错误，所排除的宽巷整周模糊度对应的双频载波相位观测值置为不可用；若已排除至剩余4组宽巷整周模糊度仍有错误，则取步骤102中L1浮点解小数最小的4组所对应的宽巷整周模糊度，以最大伪距误差为搜索范围，遍历搜索4组宽巷整周模糊度的偶数倍数值，使用最小二乘搜索法从偶数倍数值获得最优的宽巷整周模糊度，将此4组双频载波相位观测值置为可用，并计算其对应的L1和L2频点的整周模糊度固定解；

步骤105：基于可用的双频载波相位观测值和其对应的整周模糊度固定解计算基线，并通过基线反算所有双频载波相位观测值的整周模糊度；