[发明专利]一种用于改善卫星双差伪距定位精度的方法

说明书

本发明公开了一种用于改善卫星双差伪距定位精度的方法包含以下步骤：建立伪距观测方程，建立单差伪距观测方程，建立双差伪距观测方程，计算双差伪距测量值，计算双差伪距测量值残差，对残差进行零相位Kaiser窗滤波，利用滤波后的双差伪距测量值求解基线向量。本方法利用双差伪距测量值来消除卫星钟差、大气时延和接收机钟差，又利用零相位Kaiser窗滤波压制热噪声，从而提高双差伪距定位精度。零相位Kaiser窗滤波器能够灵活设置滤波器参数，包括滤波器的截断频率、滤波器节数、滤波器衰减，可以有效滤除噪声成分，而且不会引入相位误差。

技术领域

本发明涉及通信卫星导航及测试领域，具体涉及一种用于改善卫星双差伪距定位精度的方法。

背景技术

在差分定位的过程中，伪距的测量值中存在着三种误差。第一种是与卫星有关的误差，例如卫星钟差、星历误差。第二种是难以被模型校正的与传播有关的延迟误差，例如电离层延迟、对流层延迟。第三种是各种设备固有的误差，例如卫星发射器和接收机的热噪声等。第一种误差通过差分定位完全可以消除，第二种误差通过差分定位绝大部分可以消除，主要取决于用户接收机与基站的位置，第三种误差因是难以通过差分消除的，只能通过滤波降噪技术加以减弱。

噪声是一种随机信号，其频谱分布在整个无线电频率范围，它是影响各类接收机性能的主要因素之一。噪声可以分为热噪声、散弹噪声和闪烁噪声。热噪声是电子设备中十分常见的白噪声，也是本技术要考虑消除的噪声成分。卫星通讯设备中的热噪声主要来源于接收机和卫星发射器。

双差伪距定位算法可以消除大部分误差，但是对热噪声没有效果。含有热噪声的双差伪距观测量会影响差分定位的精度，简单的滤波又会引入相位误差，也会影响差分定位精度。

综上，现需要设计一种用于改善卫星双差伪距定位精度的方法来解决现有技术中热噪声消除效果差的问题。

发明内容

为解决上述现有技术中问题，本发明提供了一种用于改善卫星双差伪距定位精度的方法，能够灵活设置滤波器参数，包括滤波器的截断频率、滤波器节数、滤波器衰减，可以有效滤除噪声成分，而且不会引入相位误差。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于改善卫星双差伪距定位精度的方法，包括以下步骤：

S1、建立伪距观测方程：

其中，

：卫星i到基站接收机r的伪距测量值，单位：米；

：卫星i到基站接收机r的伪距计算值，单位：米；

c：光速，单位：米/秒；

：基站接收机r的钟差，单位：秒；

：卫星i的钟差，单位：秒；

：卫星i到基站接收机r的电离层延迟，单位：米；

：卫星i到基站接收机r的对流层延迟，单位：米；

：卫星i到基站接收机r的伪距测量噪声，单位：米；

S2、建立单差观测方程：

其中，

：基站接收机r和用户接收机u对卫星i的单差伪距测量值，单位：米；

：卫星i到用户接收机u的伪距测量值，单位：米；

：基站接收机r对卫星i的单差伪距计算值和用户接收机u对卫星i的单差伪距计算值的差值，单位：米；

：基站接收机r的钟差和用户接收机u的钟差的差值，单位：秒；

：卫星i到基站接收机r的伪距测量噪声和卫星i到用户接收机u的伪距测量噪声的差值，单位：米；

S3、建立双差伪距观测方程：

其中，

：基站接收机r和用户接收机u对卫星i和j的双差伪距测量值，单位：米；