[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

说明书

本发明公开一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法，包括以下步骤：MW组合观测值探测周跳、利用TECR探测观测值的周跳、联合计算原始载波相位观测值的周跳和三频周跳探测与修复；本发明在传统周跳探测和修复方法基础上，综合采用MW组合以及电离层TEC变化率(TECR)来探测并修复周跳，并综合借鉴适用于双频观测值的经典Turbo‑Edit方法，构建自适应的周跳探测阈值模型，将该方法扩展至三频情形，来对三频数据进行处理，以此来提升周跳探测的整体性能，以实现对三频数据快速准确的周跳探测与修复。

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法。

背景技术

近年来，随着智能汽车领域的不断发展以及自动控制领域技术的不断成熟，汽车的自动控制技术研究越来越受到人们的关注，在实际行驶中，无人驾驶车辆应当具备在不同道路及气象条件下进行定位行驶的能力，而在GNSS相对定位中，要使用载波相位观测值实现厘米级的高精度定位，其中，载波相位观测值中周跳的探测和修复是高精度定位数据处理的关键环节；

载体处于运动状态时，周跳探测和修复问题的复杂性表现在以下几个方面：GNSS观测环境多变、信噪比低、多路径影响复杂、周跳的发生更加频繁；载体运动状态的复杂多变将导致相位观测值的变化规律不明显，致使基于站星几何变化规律的周跳探测方法将不再适用；随着动态条件下测站之间基线长度的增加，具有强空间相关性的电离层延迟将难以通过双差得到很好的消除；高动态条件下，观测值受到的电离层延迟误差变化快，使得周跳的探测更为困难，由于动态条件下周跳探测和修复存在的上述复杂情况，采用传统的周跳探测和修复方法容易出现周跳漏判和误判问题，因此，本发明提出一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法，该方法在传统周跳探测和修复方法基础上，综合采用MW组合以及电离层TEC变化率(TECR)来探测并修复周跳，并借鉴适用于双频观测值的经典Turbo-Edit方法，将该方法扩展至三频情形，以实现对三频数据快速准确的周跳探测与修复。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种无人驾驶定位测姿的载波相位周跳探测及修复方法，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(以周为单位)；ρ_L1和ρ_L2分别为不同频率上的伪距观测值(以m为单位)；L_WL为宽巷组合(以m为单位)；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：