[发明专利]基于信息融合的GNSS接收机天线相位中心校正方法及装置

权利要求书

1.一种基于信息融合的GNSS接收机天线相位中心校正方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.布置参考天线、被测天线，测量被测天线初始状态估计值；

S2.多次转动被测天线，获取转动后数据；

S3.根据天线初始状态和转动后数据计算所有时刻的状态估计值；

S4.计算状态估计值与观测值之间的差异值，根据差异值计算最优状态估计值；

S5.根据GNSS差分模型和最优状态估计值计算观测值残差估计值；

S6.用观测值残差估计值对被测天线的相位中心变化进行建模和校正。

2.根据权利要求1所述的一种基于信息融合的GNSS接收机天线相位中心校正方法，其特征是步骤S1的具体过程包括：

S11.布置相隔的测试基台，参考天线设置在一基台上，被测天线通过转动机构设置在另一基台上，在转动机构上安装传感器，传感器包括加速度计、陀螺仪和磁力计；

S12.获取传感器输出值S＝(a^T,ω^T,m^T)^T，其中a为加速度计值，ω为陀螺仪值，m为磁力计值；

S13.测量被测天线的初始状态估计值，

其中为基线估计值，为姿态估计值，T为转置，t-1为初始时刻；初始基线估计值用GNSS卫星定位得到，初始姿态估计值用加速度计、磁力计计算得到。

3.根据权利要求1所述的一种基于信息融合的GNSS接收机天线相位中心校正方法，其特征是在步骤S2中对被测天线进行转动，转动包括两个方向：水平方向0～360度，倾斜方向0～90度，转动为连续转动或间隔转动；获取转动后数据包括参考天线的卫星观测值、被测天线的卫星观测值、传感器的输出值、转动参数。

4.根据权利要求2所述的一种基于信息融合的GNSS接收机天线相位中心校正方法，其特征是步骤S3的具体过程包括：

S31.旋转被测天线至t时刻，将t-1至t时刻的加速度计、陀螺仪输出值对时间积分，获得t时刻的状态估计值，

S32.以此类推，计算得到整个旋转过程中所有时刻的状态估计值，

n为所有时刻。

5.根据权利要求4所述的一种基于信息融合的GNSS接收机天线相位中心校正方法，其特征是步骤S4的具体过程包括：

S41.获取观测值，观测值包括转动机构的齿轮转速、转台分度盘转动角度、视屏图像、或检测到的特殊位置；

S42.计算状态估计值与观测值之间的差异值，

其中h(·)为观测函数，为观测值，下标i、j表示不同的时刻，e_ij为观测误差；

S43.对所有的观测误差构造误差代价函数，

其中W_ij为误差的权重矩阵，为所有具有观测值的时刻的集合；

S43.对误差代价函数进行求极小值，得到最优状态估计值

其中为最优基线估计值，为最优姿态估计值。

6.根据权利要求5所述的一种基于信息融合的GNSS接收机天线相位中心校正方法，其特征是步骤S5的具体过程包括：

GNSS差分模型采用GNSS双差模型，双差模型如下：

其中φ表示卫星载波观测值，上标0,1表示两个不同的卫星，下标t，r分别表示被测天线、参考天线，e表示方向矢量，是由参考天线指向卫星的单位适量，ε表示噪声误差，p表示天线相位中心变化值，上标0，1表示两个不同的卫星，下标t，r分别表示被测天线、参考天线；假设参考天线是标准的，参考天线相位中心变化为零，即

选定参考卫星后每个卫星的载波观测值都构成一个上式，以矩阵形式描述为：

其中是双差载波观测值，E是设计矩阵，由卫星和参考天线位置计算得到，P是被测天线PCV模型，是未知数，ε是噪声误差；

则定义观测值残差估计值：