[发明专利]一种GLONASS载波单差残差估计方法

说明书

本发明公开了一种GLONASS载波单差残差估计方法，包括如下步骤：GLONASS载波观测数据，采用零基线或短基线，构建站间单差观测方程；选定起始历元，若存在频率号差值为1的两颗卫星，将其选定为解算基准；引入两个解算基准，将两个基准星之间的模糊度参数作为参数估计，进行联合平差以解算观测值残差；当第一个基准所对应的卫星消失后，重新选定一颗该历元跟踪到的卫星作为参考卫星，消除秩亏影响，实现各历元满秩的GLONASS单历元载波残差计算。本发明能够实现无需考虑频率差异的GLONASS单差残差估计，从而为GLONASS系统载波观测值的随机模型建立奠定了理论基础。

技术领域

本发明涉及全球导航卫星系统卫星定位技术领域，尤其是一种GLONASS载波单差残差估计方法。

背景技术

随机模型的确定是GNSS数据处理中的一项重要内容，其不仅关系到参数估值是否最优，也直接决定了参数估计的精度评定是否符合客观实际。目前，GNSS数据处理时随机模型通常采用经验模型进行确定，主要考虑卫星观测值精度与高度角之间的关系，例如常用的有正弦三角函数模型、余弦三角函数模型以及指数函数模型等；另外还有相关学者建立了基于载噪比或基于载噪比与高度角相结合的模型。上述随机模型相比等权模型，都在不同程度上提升了参数估计的性能，但同时也应注意到，随着多系统GNSS的发展以及多种接收机的出现，各星座以及各接收机类型的观测值精度也存在着显著的差异。针对各个系统建立相应的随机模型，是保障高精度卫星定位等GNSS参数估计的一项重要内容。

目前，对卫星载波观测值进行残差分析时，常用的处理方法有站间星间双差和站间单差两种方式。双差法不仅能消除卫星钟误差，同时也能够消除接收机钟差，因此得到的观测残差即为绝对的双差观测误差，但同时引入了卫星之间的数学相关性；而单差法将接收机钟差作为待估参数，其残差是各卫星联合平差后的结果，虽然可能受到局部卫星较大误差的影响而导致某些时刻残差无法体现真正的观测误差，但其相比双差方法没有引入卫星之间的数学相关性，因此更容易计算与卫星有关的随机误差项。对于GPS、BDS和Galileo等采用码分多址(CDMA)信号模式的系统，站间单差模型可容易解得双差的整周模糊度进而可获得每颗卫星的单差载波残差。而对于GLONASS系统，由于其采用频分多址(FDMA)信号模式，同时观测到的卫星的载波波长不同，因此接收机钟差无法吸收共同的参考星模糊度项。因此，GLONASS的载波相位值在处理时不能使用GPS数据处理中常用的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种GLONASS载波单差残差估计方法，能够实现无需考虑频率差异的GLONASS单差残差估计，从而为GLONASS系统载波观测值的随机模型建立奠定了理论基础。

为解决上述技术问题，本发明提供一种GLONASS载波单差残差估计方法，包括如下步骤：

(1)GLONASS载波观测数据，采用零基线或短基线，构建站间单差观测方程；

(2)选定起始历元，若存在频率号差值为1的两颗卫星，将其选定为解算基准；

(3)引入两个解算基准，将两个基准星之间的模糊度参数作为参数估计，进行联合平差以解算观测值残差；

(4)当第一个基准所对应的卫星消失后，重新选定一颗该历元跟踪到的卫星作为参考卫星，消除秩亏影响，实现各历元满秩的GLONASS单历元载波残差计算。

优选的，步骤(1)中，构建站间单差观测方程具体为：采用零基线或短基线，忽略对流层、电离层、轨道误差及多路径效应等的影响，站间单差观测方程可表示为：