[发明专利]一种自适应抗差的序贯最小二乘精密单点定位方法

说明书

本发明公开一种自适应抗差的序贯最小二乘精密单点定位方法。同时采用星基增强信息辅助以及模型修正两种方法对原始伪距和载波观测量中所包含的主要误差进行修正，将修正后的双频观测量构建成无电离层组合，并根据误差传播规律建立随机模型，最终得到高精度的基于抗差序贯最小二乘法的实时动态位置解。本发明同时解决了卫星观测量噪声先验方差‑协方差阵建立忽略观测量中误差的相关性问题，改进了序贯最小二乘法IGG‑III抗差方案的等价权构造过程，改善了精密单点定位在动态定位中实时性表现，提升了基于广域实时动态卫星导航的定位精度，适应了导航的实际运行要求。

技术领域

本发明属于卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种自适应抗差的序贯最小二乘精密单点定位技术。

背景技术

实时精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)是利用实时高精度卫星轨道和钟差产品，精确考虑各种误差改正，基于单台接收机的伪距和载波相位观测值进行高精度定位的技术，该技术可以满足全球范围内分米级定位服务的需求。然而面对严重多路径等典型导航环境时，非模型化误差将引入观测量中，进而降低PPP的定位性能，为此，如何抑制观测量中非模型化误差，保障高精度定位结果的可靠性已成为迫切需要解决的问题。

目前，为抑制观测量中的非模型化误差，常用的精密单点定位抗差估计方法包括：1)基于IGG-III的卡尔曼滤波抗差估计技术。虽然该技术实现了对观测量中非模型化误差的合理抑制，但是未考虑权值调整后观测量的相关性以及状态预测的可靠性，降低了函数模型与随机模型的契合度，使得定位可靠性降低。2)顾及等价方差-协方差阵的卡尔曼滤波抗差估计技术。该技术考虑到IGG抗差估计方案的不足，在控制异常观测量影响的同时也保留了观测量间的相关性信息。然而，上述抗差估计技术均采用卡尔曼滤波方法，严重依赖于预测模型的准确度，无法抑制预测模型中出现的非模型化误差。综上所述，设计一种新型可同时抑制观测量和预测模型非模型化误差的精密单点定位技术具有相当的迫切性。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种可同时抑制观测量和预测模型非模型化误差的自适应抗差的序贯最小二乘精密单点定位方法。本方法首先采用实时卫星轨道及钟差修正产品以及模型化修正的方法对原始伪距和载波观测量中的相应误差进行修正。其次，将预测的状态信息作为观测量的一部分，并建立了顾及观测量相关性的方差-协方差阵。最后，采用基于IGG-III的序贯最小二乘抗差方法，完成用户端的定位解算。在抗差方案的权值调整过程中，顾及了观测量间权值调整后的相关性，并且每次迭代仅对当前验后残差最大的观测量使用等价权。保证了函数模型与随机模型达到一致性，进而提高定位解的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明的一种自适应抗差的序贯最小二乘精密单点定位方法，包括以下步骤：

步骤1：实时接收GNSS广播星历，实时轨道及钟差修正产品和原始观测量数据；

步骤2：通过广播星历实时解算卫星位置及卫星钟差，根据实时卫星轨道及钟差修正产品对卫星位置及卫星钟差进行校正；

步骤3：利用精确模型修正观测量中模型化误差，包含相位缠绕、潮汐、自旋转、相对论以及卫星天线相位抖动；

步骤4：根据步骤3中修正后的观测量，构建精密单点定位的函数模型及随机模型，采用序贯最小二乘法完成定位解算；

步骤5：根据步骤4给出的定位结果计算每个观测量的验后标准化残差，标记最大验后残差；

步骤6：根据给定的误警率计算检测门限，与步骤5中的最大验后残差做比较，当检测门限小于最大验后残差时，进入步骤7，否则，进入步骤8，输出步骤4的结果；

步骤7：采用IGG-III抗差方案，仅对当前验后残差最大的观测量使用等价权，且顾及了观测量间权值调整后的相关性。并返回步骤4；

步骤8：输出步骤4的结果。

本发明还包括：