[发明专利]一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法

权利要求书

1.一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：MW组合观测值探测周跳

通过伪距和相位构建MW组合得到如下宽巷模糊度的计算式：

式中：和分别为不同频率上的相位观测值；ρ_L1和ρ_L2分别为不同频率上的距观测值；L_WL为宽巷组合；λ_WL为宽巷波长；然后，削弱噪声的影响，采用如下平滑算法计算宽巷模糊度及其方差：

式中：为宽巷模糊度的平均值；k和k-1分别表示当前历元和前一历元；σ²为宽巷模糊度的方差，当周跳发生时，宽巷模糊度将发生跳变，据此可判断是否发生周跳，周跳判断式如下：

步骤二：利用TECR探测观测值的周跳

将短时间内的电离层变化率(TECR)值认为是一个常数，历元k-1的电离层TEC通过下式进行计算：TEC(k-1)＝f₁²((λ₁φ₁(k-1)-λ₂φ₂(k-1))-(λ₁N₁-λ₂N₂)-b_i-B^p)/(4.3×10¹⁶(γ-1)) (6.4)

式中：γ＝f₁²/f₂²，f₁和f₂为对应的载波频率；b_i和B^p分别为接收机端和卫星端的信号频率间偏差，在一段时间内认为是常量，历元k的TECR计算值为：

TECR(k)＝(TEC(k)-TEC(k-1))/Δt (6.5)

式(6.5)中模糊度参数和频率间偏差参数被消去，当历元k发生周跳时，该计算值将受到周跳值的影响；

然后，将TECR计算值和TECR预测值差值的阈值取为0.15TECU/s，根据计算的TECR(k)值得到历元k的周跳，计算式为

步骤三：联合计算原始载波相位观测值的周跳

假定由MW组合探测得到的宽巷组合的周跳值为a，利用TECR探测得到的周跳值λ₁ΔN₁(k)-λ₂ΔN₂(k)为b，则原始观测值的周跳计算公式为：

式中：a为整数，b为实数，式(6.9)求得的实数值ΔN₁，ΔN₂去整，分别得到两个频率上的2整周跳变值，进而对观测值进行修复；

步骤四：三频周跳探测与修复

选取三个相互独立的线性组合，包括一个MW组合和两个电离层残差组合，利用MW组合和两个电离层残差组合确定三个线性组合的周跳大小后，即可恢复出三个原始频率观测值的周跳大小，进而对原始观测值进行修复。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法，其特征在于：所述步骤一中，当N_WL(k)满足式(6.3)时，则认为历元k发生了周跳。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法，其特征在于：所述步骤二中，假定历元k前相位观测值并未发生周跳，利用式(6.5)计算历元k之前所有历元的TECR，由于在短时间内电离层TECR的变化是平缓的，因此利用前面历元计算的TECR信息预测当前历元的TECR，假定计算了k-2和k-1历元的TECR，则历元k的TECR预测值TECR(k)通过以下两式计算：

实际计算时，TECR(k-1)、TECR(k-2)用前面历元的相位观测值逐步进行平滑计算，以减小其测量噪声，进而得到精度更高的TECR(k-1)和TECR(k-2)。