[发明专利]联合高度角和用户测距误差的GNSS卫星观测值定权方法

说明书

本发明公开了一种联合高度角和用户测距误差的GNSS卫星观测值定权方法，包括：S1确定GNSS卫星系统中每颗GNSS卫星的用户测距误差URE；S2基于URE构建观测值随机模型；S3结合基于高度角和用户测距误差的观测值随机模型GNSS卫星观测值进行定权。本发明既考虑到GNSS测量中对流层、电离层延迟和多路径误差对观测值的影响，又顾及了卫星轨道和卫星钟差误差对精密定位的影响，构建联合卫星高度角和URE的定权方法，定权策略更合理，更符合GNSS精密定位理论。

技术领域

本发明属于全球卫星导航系统GNSS高精度定位技术领域，具体涉及一种联合高度角和用户测距误差(URE，User Range Error)的GNSS卫星观测值定权方法。

背景技术

全球卫星导航系统GNSS(美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo、中国的BDS等总称)已经成为及时获取高精度导航定位信息的重要空间基础设施，GEO/IGSO/MEO多轨道类型共存和多GNSS系统联合数据处理是卫星导航系统定位技术发展的重要特征与优势之一。我国北斗卫星导航系统BDS于2012年12月底完成了第二步建设任务(5GEO+5IGSO+4MEO星座)，开始向亚太地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务，预计2020年建成5个GEO、3个IGSO和27个MEO卫星组成的全球卫星导航系统。

GNSS高精度定位中，确定合适的观测值权能有效控制各种误差的影响，提高定位精度，目前采用的观测值定权方法主要有等精度定权法、高度角定权法、信噪比定权法等。高度角定权法顾及到了卫星信号传播路径上的对流层、电离层延迟和多路径效应等误差随着高度角的减小而增大的特征，且易于程序设计和实现，因此得到了广泛的应用。信噪比定权法在多路径效应严重的情况下得到了广泛应用。

卫星轨道和钟差的精度也是影响GNSS精密定位的重要因素之一，对于GPS、GLONASS、Galileo等系统而言，各颗卫星轨道和钟差精度相近，定权时没有考虑其影响。但北斗卫星导航系统由GEO、IGSO和MEO三类不同高度的卫星构成，各类卫星的轨道和钟差精度有较大差别，目前GEO卫星三维精度达到米级，IGSO三维精度为20～30cm，而MEO为10～20cm。对于GPS/GLONASS/Galileo/BDS多系统联合精密定位时，不同系统的卫星轨道和钟差精度也不相同。目前的等精度定权法、高度角定权法、信噪比定权法等均没有顾及到卫星轨道和钟差的精度差异，因此，在多轨道类型、多GNSS系统精密定位中，如何合适地对观测值定权来提高定位精度成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是顾及卫星轨道和钟差误差，提出一种联合高度角和用户测距误差的GNSS卫星观测值定权方法，以有效解决GEO/IGSO/MEO多轨道类型、多GNSS系统精密定位中观测值的定权问题。

本发明提供的联合高度角和用户测距误差的GNSS卫星观测值定权方法，包括：

S1根据GNSS卫星轨道和钟差数据，利用分段法确定GNSS卫星系统中每颗GNSS卫星的用户测距误差URE；

S2基于URE构建观测值随机模型为第i颗GNSS卫星观测值的方差；URE_i为第i颗GNSS卫星的URE值；URE_ref为参考卫星的URE值，参考卫星为GNSS卫星系统中一颗URE值最小的GNSS卫星；为GNSS卫星观测值的先验方差；

S3结合卫星高度角和用户测距误差对GNSS卫星观测值进行定权，具体为：

获得结合卫星高度角和用户测距误差的观测值随机模型：

根据观测值随机模型确定GNSS卫星观测值的权

上述，表示结合高度角和用户测距误差的第i颗GNSS卫星观测值的方差；w_i,comb表示第i颗GNSS卫星观测值的权。