[发明专利]具有改进的模糊度解算的卫星导航接收器

说明书

描述了一种卫星导航接收器和相关方法，其可以提供改进的整周模糊度解算和更准确的定位信息。可以利用修改的BIE过程(307)以使接收器能够更优化地执行整周模糊度解算。修改的BIE过程的输出可以被时域平滑(308)，以提供在模糊度空间中更平滑的解，并且因此还提供在时间上更平滑的位置解。必要时，可以在时间上平滑由模糊度确定的解与浮点解之间的转变。加权方案可以动态地混合由模糊度确定的解和浮点解(310)以利用两种解的优点，例如更快的引入、更高的准确性以及更稳定和平滑的性能。

技术领域

本申请整体上涉及具有改进的模糊度解算的卫星导航接收器。特别地，本申请涉及精密单点定位实时动态(PPP-RTK)的卫星导航接收器和执行具有快速初始化的稳定的、鲁棒性的和准确的整周模糊度解算的相关方法。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)利用卫星使接收器能够使用从卫星发射的信号以非常高的准确度和精度确定位置、速度和时间。这种GNSS包括全球定位系统(GPS)、格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)和伽利略卫星定位系统(Galileo)。从卫星发射的信号包括以各自的已知频率发射的一个或更多个载波信号，例如在GPS中的第一载波(L1)、第二载波(L2)和附加的第三载波(L5)。诸如用信息调制的伪随机(PN)噪声码的代码可以调制信号的载波，并且对于每个卫星可能是唯一的。因为卫星具有相对于时间已知的轨道位置，所以基于从四个或更多个卫星接收的一个或更多个信号的传播时间，可以使用信号估算接收器的天线与每个卫星之间的相对位置。特别地，接收器可以将载波的本地副本和在信号中传输的代码进行同步以估算相对位置。

最准确的GNSS系统被称为精密单点定位实时动态(PPP-RTK)或全球RTK。PPP-RTK系统中使用的算法是本地RTK系统和PPP系统中使用的算法的组合。本地RTK系统和PPP系统两者可以通过确定与载波相位相关的模糊度来实现高准确度。在本地RTK系统中，流动接收器从附近的地方基站接收实时校正，例如通过无线电(通信)链路。因为地方基站具有已知的精确位置，所以它可以帮助确定流动接收器的精确位置。在PPP系统中，流动接收器接收全球适用的校正，这消除了对地方基站的需要。所述校正可以包括关于卫星的位置和时钟误差的信息，使得流动接收器可以接收关于卫星的精确位置的信息，以帮助确定接收器的精确位置。PPP系统具有参考站的全球网络，所述参考站用于产生全球校正，然后将其传输到流动接收器。

PPP-RTK系统涉及基站的全球网络和流动接收器处的整周模糊度解算。PPP-RTK系统由于其改进的导航准确度和简化的基础结构(即，消除了对地方基站的需要)而通常用于诸如精密农业、军事导航和海上离岸定位等应用中。然而，当前的PPP-RTK系统通常不具有同时稳定的、鲁棒性的和准确的并且具有快速初始化时间的实时整周模糊度解算。

因此，存在解决这些关注点的卫星导航接收器的机会。更具体地，存在可以提供改进的整周模糊度解算和更准确的定位信息的卫星导航接收器和相关方法的机会。

发明内容

本文描述的系统和方法可以导致具有改进的整周模糊度解算和更准确的定位信息的移动接收器。这里描述的实时整周模糊度解算可以是同时是稳定的、鲁棒性的和准确的，并且具有快速的初始化时间。例如，最佳整数等变(BIE)过程的修改版本可以使移动接收器能够更优化地执行整周模糊度解算。下面描述的改型BIE过程可以在搜索候选窄巷整周模糊度期间计算权重的和和候选窄巷整周模糊度的加权和。这可以消除存储大量候选者的需要或者选择人工阈值来控制要探索或存储的候选者的数量。改型BIE过程还可以在搜索候选窄巷整周模糊度期间利用自适应权重比例调节。这可以减轻可归因于候选者的权重幅度的可能的大的动态范围的潜在数值问题。改型BIE过程可以进一步利用动态阈值来控制何时终止候选者的搜索。以这种方式，仅包括那些权重足够大以致具有有意义的数值影响的候选者。