[发明专利]一种基于修正Doppler观测值的GNSS精密测速方法

说明书

本发明涉及一种基于修正Doppler观测值的GNSS精密测速方法，利用GNSS接收机输出的原始载波相位观测值对时间求导，得到导出Doppler观测值，导出Doppler观测值结合原始Doppler观测值，构造符号改正函数；当原始Doppler观测值与动态载体的实际运动产生的Doppler不相符时，利用所述符号改正函数对原始Doppler观测值进行判断和修正；利用经过修正的Doppler观测值进行测速，得到动态载体正确的运动速度。通过本发明，不必追究GNSS接收机内部信号处理过程，可确保在任何情况下利用GNSS的Doppler观测值计算动态载体的速度结果始终正确可靠，从而满足GNSS导航定位测速领域的技术需求，可为GNSS测速的硬件及软件产品提供技术支持。

技术领域

本发明属于全球导航卫星系统定位测速的技术领域，尤其涉及一种基于修正Doppler观测值的GNSS精密测速方法。

背景技术

目前，全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)已广泛地应用于大地测量、空间科学、地球物理和气象等科学研究及工程应用领域。例如：海陆空范围内的PNT，即定位(positioning)、导航(navigation)和授时(timing)，低轨卫星定轨，静态和动态精密定位、动态载体测速与定姿，海洋表面监测，大气研究等。GNSS技术已经作为先进的测量手段和新的生产力，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测速技术在动态载体的精密测速中发挥着重要的作用：如航空重力测量、车辆导航定位等。

在现有技术中，常用的GNSS测速方法有三种：

(1)基于GNSS确定的动态载体的位置结果直接对时间求导法；

(2)基于GNSS原始Doppler观测值测速法；

(3)基于GNSS载波相位导出Doppler测速法。

这三种方法各有优缺点：第一种方法由于是采用位置结果历元间对时间求导，因此，所求速度是历元间的平均速度；第二种方法基于原始的Doppler观测值，所求速度是一种瞬时速度，理论模型较为严格，但由于原始Doppler观测值观测噪声较大，因此其速度结果的噪声也大；第三种方法也是历元间的平均速度，但是由于载波相位导出Doppler噪声小，在飞机平稳飞行时可得到较高精度的速度结果。由于第二种方法理论模型最为严格，在高动态运动载体的GNSS测速领域仍具有明显的优势。

然而，在使用基于GNSS原始Doppler观测值测速法测速时，由于GNSS接收机输出的原始Doppler观测值有时会与动态载体实际运动而产出的Doppler效应不相符，则会导致所求的速度结果有误。出现这种现象的原因是不同厂家生产的GNSS接收机内部信号处理模式各不相同，从而导致输出的原始Doppler观测值的正负号出现不同。对于用户来说要分清每种型号接收机输出Doppler结果的模式，是十分繁琐的工作。因此，亟需要一种能够忽略各种GNSS接收机内部信号处理模式的不同，且简单通用的Doppler测速方法。

综上所述，如何解决对现有技术中基于GNSS原始Doppler观测值测速法中因GNSS接收机内部信号处理模式的不同，导致的GNSS接收机输出的原始Doppler观测值有时会与动态载体实际运动而产出的Doppler效应不相符，最终导致所求的速度结果有误的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容