[发明专利]一种基于历元-星间差分约束的定位方法

说明书

本发明属于卫星导航定位技术领域,具体涉及了一种增强卫星导航系统模型强度与提升系统收敛速度的基于历元‑星间差分约束的定位方法。本发明包括：(1)利用接收机所获取的观测量进行精密单点定位，获得用户位置的初始解；(2)用相邻两历元间观测量进行一次差分得到单差观测量；(3)选取卫星作为基准卫星，对步骤(2)中所获得的单差观测量做星间二次差分得到双差观测量。本发明所提出的方法通过对接收机原始观测量进行历元‑星间差分恢复了双差模糊度的整周特性，获取了精确的历元间位置增量。

技术领域

本发明属于卫星导航定位技术领域,具体涉及了一种增强卫星导航系统模型强度与提升系统收敛速度的基于历元-星间差分约束的定位方法。

背景技术

在高精度的卫星动态导航与定位技术中，通常采用最优估计算法来满足系统模型与观测数据驱动的一致性，从而实现最佳的导航性能。然而，多数最优估计算法如卡尔曼滤波算法，通常需要建立准确的系统模型，才能发挥估计算法的最优性。在卫星导航定位技术中，常速模型与常加速模型被广泛应用，而且为了更精细化的描述载体运动状态，马尔科夫模型通常被采用。但是，对于复杂的运行轨迹而言，以上两类系统模型均难以准确描述系统的运行状态，获得系统状态的准确预测。因此，由系统模型误差所带来的影响，将会制约最优估计算法的估计性能，从而导致导航定位精度难以保证。

考虑到实际载体运行轨迹的复杂性，建立准确的系统动态模型是十分困难的。对于卫星导航与定位技术，如果能够准确获取历元间的运动增量信息，实现系统状态的准确预测，将会有效弥补系统动态模型误差所带来的不足。在卫星导航系统中有一类高精度的载波相位观测量，其精度可达毫米级。但是，由于载波相位观测量中包含有未知的整周模糊度量，使得其观测量的高精度特性无法得以使用。因此，如何恢复未知的整周模糊度值，从而利用载波相位观测量的优势，获取厘米级甚至毫米级的历元间运动增量信息，是提升算法估计性能与导航精度的关键问题所在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于历元-星间差分约束的定位方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)利用接收机所获取的观测量进行精密单点定位，获得用户位置的初始解；

(2)用相邻两历元间观测量进行一次差分得到单差观测量；

(3)选取卫星作为基准卫星，对步骤(2)中所获得的单差观测量做星间二次差分得到双差观测量；

(4)用最小二乘法估计步骤(3)所获得的双差观测量的载波相位模糊度浮点解及其方差协方差矩阵；并用整数搜索算法和所获取的方差协方差矩阵和双差模糊度浮点解完成模糊度的固定，并获得模糊度固定解的方差协方差矩阵；

(5)若模糊度固定，则利用步骤(4)中固定的模糊度解算出两个差分历元间的位移增量，转至步骤(6)；否则用其浮点解解算出基线向量，解算出用户位置，并转至步骤(7)；

(6)利用初始位置和步骤(5)所得的历元间位置增量信息作为约束信息增强系统模型强度；

(7)更新系统状态，解算用户位置，转至步骤(2)进行下一历元位置解算。

本发明的有益效果在于：

本发明所提出的方法通过对接收机原始观测量进行历元-星间差分恢复了双差模糊度的整周特性，获取了精确的历元间位置增量。从而有效弥补了载体动态模型不准的问题，实现了动态定位算法定位精度和收敛速度的提高。另外，由于该算法对双差观测量实施了模糊度固定，也能够通过对模糊度固定值进行监测从而实现周跳探测的功能。

附图说明

图1为基于历元-星间差分约束的精密动态定位技术的流程图。

具体实施方式