[发明专利]一种面向机载的BDS-3三天线阵多频点测姿方法

说明书

一种面向机载的BDS‑3三天线阵多频点测姿方法。涉及机载导航定位定向领域，尤其涉及一种面向机载的北斗三号系统三天线阵多频点测姿方法。提供了一种通过宽巷化技术、周跳探测和修复方法、整周模糊度实施解算方法以及最小二乘模糊度去相关算法，获得三天线相对坐标，实现BDS‑3测姿的面向机载的BDS‑3三天线阵多频点测姿方法。本发明过码伪距与相位伪距组合、MW组合、电离层残差组合和卡尔曼滤波的周跳探测与修复技术，提高测姿的可靠性和稳定性，从而满足当今机载设备的使用要求。

技术领域

本发明涉及机载导航定位定向领域，尤其涉及一种面向机载的北斗三号系统三天线阵多频点测姿方法。

背景技术

随着BDS-3(BeiDou Global Navigation Satellite System，BDS-3)全球组网系统即将部署完成，覆盖范围由现在北斗二号覆盖的亚太区域扩展至全球范围，北斗产品将更好应用于机载设备，利用BDS-3卫星系统进行测姿成为机载导航领域的研究热点之一。

目前用于机载导航定位的常用组合导航系统基本组成包括惯性测量装置、GPS/GLONASS接收机及天线、计算机、电子设备和安装部件组成。绝大部分的飞机姿态测量都是通过机载惯性测量装置进行。惯性导航系统，具有能够不依赖外界信息，完全独立自主地提供多种高精度的导航位置参数、速度和姿态的优点，具有抗电子辐射干扰、大机动飞行、隐蔽性好等特点。然而，它的系统精度主要取决于惯性测量器件陀螺仪和加速度计，导航参数的误差尤其是位置误差随时间而积累，不适合长时间的单独导航，并且捷联惯导对传感器精度要求高，同时捷联惯导无法克服陀螺随时间漂移这一缺点。

北斗导航具有GPS和伽利略系统的功能、短报文通信功能，且具备精度高、成本低且精度不会随着时间减弱等优点，在机载导航领域的某些场景下结合甚至取代单纯惯性导航设备成为发展趋势，以弥补惯导带来误差累积的不足。国内对机载领域北斗导航系统研究力度不断加强，但大多数研究仅限于对北斗伪距单点定位性能分析，很少有文献对北斗测姿精度进行深入分析。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种通过宽巷化技术、周跳探测和修复方法、整周模糊度实施解算方法以及最小二乘模糊度去相关算法，获得三天线相对坐标，实现BDS-3测姿的面向机载的BDS-3三天线阵多频点测姿方法。

本发明的技术方案为：包括以下步骤：

步骤1：BDS-3接收机分别获取三个天线同步观测的北斗载波相位观测量、伪距观测量以及卫星轨道参数；选取其中一个天线作为主天线，另外两个天线作为从天线；选取其中一主一从天线作为当前两个天线；

步骤2：根据主天线的卫星轨道参数实时计算卫星位置；

步骤3：分别根据当前两个天线的伪距观测量和卫星位置进行单点定位计算，得到当前两个天线的概略位置和高度角信息；

步骤4：分别对当前两个天线中含粗差的伪距观测量进行剔除；

步骤5：利用卫星位置以及两个天线概略位置，分别对当前两个天线的载波相位观测量进行历元间的周跳探测与修复；

步骤6：根据载噪比门限，选出高于载噪比门限的卫星，将满足条件的卫星按照高度角大小排序，选取高度角最高的卫星作为参考星；

步骤7：根据步骤6中参考星的选取结果，建立双差伪距观测模型；

步骤8：根据步骤6中参考星的选取结果，建立载波相位双差观测模型；

步骤9：根据步骤7和步骤8，建立伪距和载波的双差组合观测模型并线性化；

步骤10：根据参与解算的卫星高度角大小，进行定权处理；

步骤11：根据步骤10和宽巷的组合系数(1，-1),组建宽巷观测方程；