[发明专利]一种顾及GLONASS伪距频间偏差的差分定位方法

说明书

本发明公开了一种顾及GLONASS伪距频间偏差的差分定位方法，包括如下步骤：GLONASS伪距观测数据，采用零基线或短基线，构建站间星间双差观测方程；通过站间星间双差观测方程获取伪距IFB值，并记录与卫星对应的频率数，分析伪距IFB与频率数之间的关系；针对伪距IFB与频率数呈线性关系的接收机组合，引入伪距IFB随频率数差值变化率的参数，以吸收各卫星对的伪距IFB误差；在观测时段内，频率变化率参数对于不同历元可认为相同，历元间采用常数约束；估计GLONASS伪距IFB的模型在起始阶段至少需要5颗共视卫星，后续按照上述过程循环至历元结束。本发明对于变化率较大的接收机组合，显著提升GLONASS伪距差分定位的精度，从而为GNSS多系统差分定位中函数模型的构建奠定了理论基础。

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，尤其是一种顾及GLONASS伪距频间偏差的差分定位方法。

背景技术

目前，GNSS定位已进入多系统兼容、融合与互操作时代，主要包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的BDS以及欧盟的Galileo。利用多系统GNSS融合能够大幅增加天空中的可视卫星数量，因此能够有效增强卫星定位的几何强度，对导航定位的精度、稳定性以及在复杂环境下的定位可用性均有显著的提升。与GPS、BDS、Galileo等采用码分多址(CDMA)的系统不同，GLONASS采用频分多址(FDMA)信号模式，导致不同频率卫星的信号对应的卫星或接收机硬件延迟存在一定的差异，即频间偏差(inter-frequency bias，IFB)。对于CDMA系统，站间差分能够消除卫星端的硬件延迟偏差，而星间差分能够消除接收机端的硬件延迟偏差；但GLONASS系统由于不同卫星对应的硬件延迟不同，因此星间差分后依然会残留IFB的影响。

对应于码和相位两类观测值，IFB可分为载波IFB和伪距IFB两大类。近年来，相关学者研究表明，模糊度解算中的载波IFB效应实质上是由于载波和伪距之间的钟差差异及不同的波长两个因素结合所导致的，而不同频率的载波观测信号本质上并不存在显著的差异。而对于伪距IFB，现有研究已证实了对于不同的接收机其特性存在显著的差异，其与GLONASS的频率数可能存在线性、二次型以及其它的函数关系；且即使对于相同型号的接收机，伪距IFB也难以消除。当前，在定位中对于伪距IFB的处理，多采用忽略或线性建模估计的方式，但当客观的伪距IFB与频率数不成线性关系时，计算效果可能适得其反。伪距IFB的存在极大的限制了GLONASS系统在导航定位中的应用，在同等卫星观测环境情况下，其导航定位性能一般低于其它卫星系统。尽管如此，若能对特定接收机组合的伪距IFB特性进行充分认知，仍然可采取一些针对性的措施以提升其定位性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种顾及GLONASS伪距频间偏差的差分定位方法，对于伪距频间偏差与频率数存在线性关系的接收机，能够显著提升伪距差分定位的精度，从而为GNSS多系统差分定位中函数模型的构建奠定了理论基础。

为解决上述技术问题，本发明提供一种顾及GLONASS伪距频间偏差的差分定位方法，包括如下步骤：

(1)GLONASS伪距观测数据，采用零基线或短基线，构建站间星间双差观测方程；

(2)通过站间星间双差观测方程获取伪距IFB值(包含观测噪声)，并记录与卫星对应的频率数，分析伪距IFB与频率数之间的关系；

(3)针对伪距IFB与频率数呈线性关系的接收机组合，引入伪距IFB随频率数差值变化率的参数，以吸收各卫星对的伪距IFB误差；

(4)在观测时段内，频率变化率参数对于不同历元可认为相同，为了获得与忽略IFB的模型相当的模型强度，历元间采用常数约束；

(5)估计GLONASS伪距IFB的模型在起始阶段至少需要5颗共视卫星，后续按照上述过程循环至历元结束。