[发明专利]一种基于无电离层组合的三频GNSS实时周跳固定技术

说明书

本发明属于卫星导航定位技术研究领域，具体涉及一种基于无电离层组合的三频GNSS实时周跳固定技术，包括以下步骤：接收广播星历电文、实时精密卫星修正电文和导航电文并解析；根据实时精密卫星轨道和钟差的修正量及主要误差的模型化修正，提高伪距和载波相位观测量的测距精度；在第k‑1和第k个历元间进行原始观测量差分；构建无电离层EWL组合；基于固定的超宽项周跳，构建无电离层WL组合；基于固定的超宽项和宽巷周跳，构建无电离层NL组合；本发明简化了传统多频组合周跳探测和修复的步骤，提高了计算效率以及周跳在电离层扰动情况下的固定成功率。

技术领域

本发明属于卫星导航定位技术研究领域，具体涉及一种基于无电离层组合的三频GNSS实时周跳固定技术。

背景技术

随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)现代化的发展，提供实时高精度的定位服务是GNSS未来发展的主要方向。载波相位观测量对于高精度GNSS定位至关重要，例如实时动态(Real-time Kinematic，RTK)差分定位技术和精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)技术，因为它的量测精度可达mm级。在实际应用中，由于信号失锁等原因而导致的载波相位观测量中出现整周模糊度不连续(即周跳)的现象，该现象可造成PPP定位精度以及RTK模糊度固定收敛时间的增加，进而降低高精度GNSS定位的性能。因此，周跳的探测与修复对于基于载波相位的高精度GNSS定位技术至关重要。

电离层延迟的处理是实现周跳探测与修复的关键因素之一，特别是在电离层闪烁或低采样率情况下。目前，在周跳探测与修复方法中电离层抑制的手段包括：(1)引入外部修正信息，但受限于电离层模型精度，导致周跳探测与修复的可靠性降低，同时引入了通信的负担。(2)将电离层延迟作为参数待估项，但该方法通常需要几分钟的时间才能获取到相对准确的电离层延迟误差，难以满足实时性的要求。(3)引入差分技术，但电离层闪烁将导致电离层延迟项的弱相关性，使得电离层修正后的残差较大。(4)随着GNSS现代化的发展，三频及以上信号的播发为多频观测量组合的电离层抑制周跳探测与修复方法提供了便利，但现有的多频观测量组合方法通常假设在高采样率下历元间的电离层延迟可以忽略，而随着历元间隔的增加，势必降低周跳探测与修复的可靠性。综上所述，设计一种新型可解决电离层扰动的三频周跳探测与修复技术具有相当的迫切性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于无电离层组合的三频GNSS实时周跳固定方法，本方法同时采用实时精密卫星轨道及钟差修正信息、广播星历信息以及模型化修正的方法对原始伪距和载波相位观测量中的主要误差源进行修正。在此基础上将修正后的三频原始观测量进行历元差分，完成无电离层超宽巷(Extra-wide Lane，EWL)、宽巷(WideLane，WL)以及窄巷(Narrow Lane，NL)组合的构建，并通过EWL、WL和NL周跳的线性关系，最终实现原始观测量中周跳的确定。

一种基于无电离层组合的三频GNSS实时周跳固定技术，包括以下步骤：

(1)实时接收广播星历电文、实时精密卫星修正电文和导航电文并解析；

(2)根据实时精密卫星轨道和钟差的修正量及主要误差的模型化修正，提高伪距和载波相位观测量的测距精度；

(3)在第k-1和第k个历元间进行原始观测量差分；

(4)构建无电离层EWL组合；

(5)基于固定的超宽项周跳，构建无电离层WL组合；

(6)基于固定的超宽项和宽巷周跳，构建无电离层NL组合；

(7)如果步骤(5)或步骤(6)固定周跳失败，则等待到下一历元，进行多历元累积，直到步骤(5)和步骤(6)固定成功为止；

(8)利用EWL、WL和NL周跳的线性关系计算各原始观测量中的周跳值。