[发明专利]一种多模接收机联合定位解算的方法

权利要求书

1.一种多模接收机联合定位解算的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：星历计算卫星6个时刻的位置、速度、钟差；

步骤(2)：计算系数矩阵A；

步骤(3)：插值计算t时刻卫星位置、速度、钟差；

步骤(4)：最小二乘定位解算；

步骤(5)：卡尔曼滤波解算。

2.如权利要求1所述的一种多模接收机联合定位解算的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：6个时刻分别为(t1，t2，t3，t4，t5，t6)，每个时刻间隔时间T取60s，也即时间跨度为60s。

3.如权利要求1所述的一种多模接收机联合定位解算的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括：在(t1，t2，t3，t4，t5，t6)时刻卫星位置、钟差、速度分别为：

P_i＝[p_ix p_iy p_iz δt_i v_ix v_iy v_iz]

于是可以列出方程式

其中τ_i＝i*T，则：

4.如权利要求1所述的一种多模接收机联合定位解算的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括：在[t1,t6]时间之间的任意感兴趣的时刻t的卫星位置、速度、钟差坐标由下式可得：

[p_x p_y p_z δt v_x v_x v_x]＝[1 dt dt² dt³ dt⁴ dt⁵]A

由于插值点位于区间末端时误差会变大，所以当时间t>t5时，更新时间窗口。

5.如权利要求1所述的一种多模接收机联合定位解算的方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括：

步骤(4.1)：设置初始位置和钟差，一般设置历史位置，如果没有历史位置，可以初始置0；

步骤(4.2)：使用方程(2)计算伪距ρⁱ，计算伪距测量值和计算值之间的差δρ_i

步骤(4.3)：将计算值ρⁱ代入方程式(3)，求出a_i1，a_i2，a_i3；

步骤(4.4)：计算矩阵a，通过方程式(5)求出Δx，Δy，Δz，Δδt_u；

Δx＝[a^Ta]^-1a^Tδρ (5)

步骤(4.5)：判定是否迭代结束，由Δx，Δy，Δz，Δδt_u的绝对值和方程(6)计算出δv,若小于门限值则迭代结束，若大于门限值继续迭代；

步骤(4.6)：将Δx，Δy，Δz，Δδt_u和初始x,y,z,δt_u相加，得到新的状态，这些值作为下次迭代的初值；

步骤(4.7)：重复步骤(4.1)-步骤(4.6)，直到δv小于门限值，一般迭代次数不超过10次，若10次还未收敛，则解算失败，可能是观测量存在异常。

6.如权利要求1所述的一种多模接收机联合定位解算的方法，其特征在于，所述步骤(5)具体包括：

步骤(5.1)：EKF模型

状态方程：

其中x＝[x,y,z,b_gps,df,Δb_gb,Δb_gr,Δb_ge]^T,b_gps为接收机本地时间和gps卫星系统时间差，Δb_gb为北斗和GPS系统时间差，Δb_gr为GLONASS和GPS系统时间差，Δb_ge为伽利略和GPS系统时间差，

观测方程：观测量为伪距和多普勒，

步骤(5.2)：状态时间更新由时间差更新矩阵φ_k+1，由7式预测k+1时刻的状态；

步骤(5.3)：计算观测量残差

根据上一步预测的状态由(2)式计算预测的观测量

进而计算实际观测量与预测观测量之间的观测量残差：

步骤(5.4)：更新P和Q矩阵

每个状态量的处理噪声相互独立，且为白噪声，各自的噪声功率谱密度分别为diag{σ_p’σ_p’ σ_p’ σ_v’ σ_v’ σ_v’ σ_b’ σ_df’ σ_Δb’ σ_Δb’ σ_Δb},则

然后进行状态协方差矩阵P的更新：

步骤(5.5)：更新R矩阵

R的计算可以根据每颗星的CN0和仰角拟合，一般R值与CN0和仰角成反比关系；

步骤(5.6)：观测量串行更新将m个观测量看作“依次顺序”到来的，从而以一种串行的方式来处理，对每一个观测量y_i，假设其噪声方程为R_i，可以计算这一个观测量得出的卡尔曼增益k_i，状态误差p_i和x_K+1的更新值；更新具体计算如下式；

对观测方程在k+1时刻进行线性化，计算H阵；

每颗星串行计算公式如下：

P_i＝[I-k_ih_i]P_i-1 (14)

步骤(5.7)：更新系统状态X

由观测量更新后的误差状态δx_k+1|k+1和第一步得到的状态时间更新，可以对X进行观测量更新：

这一步更新后，所以δx_k+1|k+1中包含的新息已经更新到了状态中去了，因此需要置δx_k+1|k+1＝0；

上述步骤中步骤(5.2)-步骤(5.4)为时间更新，e-g为观测量更新，每次处理的结果P_k+1|k+1和X_k+1|k+1被保存下来，作为下一次迭代的起始条件。