[发明专利]基于变分模态分解的手机GNSS数据噪声提取方法

权利要求书

1.基于变分模态分解的手机GNSS数据噪声提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将手机与接收机近距离同步观测，组成短基线观测数据；消除各卫星的系统误差，选择参考卫星，建立双差观测方程并计算双差观测值；

(2)利用VMD分解各卫星的双差观测值，并根据分解后的低频部分反算改正后的站间单差观测值；

(3)将改正后的单差观测值重新组合，消除观测值中的双差噪声；结合所有站间单差观测值计算各卫星的观测噪声，并根据需要利用不同自变量结合观测噪声统计观测精度。

2.根据权利要求1所述基于变分模态分解的手机GNSS数据噪声提取方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述卫星的系统误差包括电离层误差、对流层误差、地球自转偏差和相对论效应偏差；考虑到手机与接收机组成短基线数据，站间差分时基本消除电离层误差和对流层误差的影响，仅需要计算地球自转偏差和相对论效应偏差。

3.根据权利要求2所述基于变分模态分解的手机GNSS数据噪声提取方法，其特征在于，在步骤(1)中，在消除各卫星的系统误差后，建立各卫星的站间单差观测方程；对于接收机r和卫星s，频率i上的伪距和载波观测方程如下：

上式中，和分别表示接收机r和卫星s在频率i上的伪距和载波观测值，单位是米；表示接收机r和卫星s之间的几何距离；c表示真空中的光速；dt_r和dT^s分别表示接收机r和卫星s的钟差；和分别表示频率i上接收机r和卫星s之间的电离层误差和对流层误差；d_r,i和分别表示接收机r和卫星s在频率i上的伪距硬件延迟；表示接收机r和卫星s在频率i上的伪距多路径误差；λ_i表示频率i对应波长；表示卫星s在频率i上的模糊度；φ_r,0,i和分别表示接收机r和卫星s在频率i上的初始相位；δ_r,i和分别表示接收机r和卫星s在频率i上的载波硬件延迟；表示接收机r和卫星s在频率i上的载波多路径误差；表示接收机r和卫星s在频率i上的其他误差改正项，包括地球自转偏差和相对论效应偏差；和分别表示接收机r和卫星s在频率i上伪距和载波观测值的未建模误差；ε_P和ε_Φ分别表示伪距和载波观测噪声；

将手机与接收机对于卫星s的观测方程进行差分，站间单差方程的形式如下：

上式中，和表示接收机r和接收机b之间相对卫星s的差分伪距和载波观测值；表示接收机r和接收机b之间相对卫星s的几何距离；dt_br表示接收机b和接收机r之间的差分接收机钟差；表示接收机r和接收机b相对卫星s在频率i上的差分伪距多路径误差；表示在频率i上接收机r和接收机b相对卫星s的单差模糊度；φ_br,0,i表示接收机r和接收机b相对卫星s在频率i上的单差初始相位；δ_br,i表示接收机r和卫星s在频率i上的载波硬件延迟；表示接收机r和接收机b相对卫星s在频率i上的单差载波多路径误差；表示接收机r和接收机b相对卫星s在频率i上的其他单差误差改正项；和分别表示接收机r和接收机b相对卫星s在频率i上伪距和载波观测值的单差未建模误差；ε_br,P和ε_br,Φ分别表示伪距和载波单差观测噪声；

接收机和手机的精确位置已知，能够消去几何距离的影响，则消去几何距离的单差观测值的形式如下：

上式中，和分别表示消去几何距离以后接收机r和接收机b之间的单差伪距观测值与单差载波观测值；

选择参考卫星R，将其他卫星的单差观测值与参考卫星的观测值差分，建立双差观测方程：

上式中，和分别表示消去几何距离后的卫星s和参考卫星R之间的双差伪距观测值与双差载波观测值；和分别表示卫星s和参考卫星R之间的双差伪距和载波观测值；表示卫星s和参考卫星R之间的双差几何距离；表示卫星s和参考卫星R之间的双差伪距多路径误差；表示在卫星s和参考卫星R之间的双差模糊度；表示卫星s和参考卫星R之间的双差载波多路径误差；表示卫星s和参考卫星R之间的双差误差改正项；和分别表示卫星s和参考卫星R之间伪距和载波观测值的双差未建模误差；和分别表示表示卫星s和参考卫星R之间伪距和载波的双差观测噪声。