[发明专利]一种基于空间相关性的多路径误差改正方法

说明书

本发明公开了一种基于空间相关性的多路径误差改正方法，具体为：1、采集一个时段全球导航定位系统的数据，计算卫星测距的残差；2、建立多路径的协方差函数模型；3、根据卫星测距残差和协方差函数模型，计算待改正卫星坐标点的多路径延迟；4、使用待改正卫星坐标点的多路径延迟，对观测数据进行改正。本发明充分利用卫星位置之间的空间相关性，能够在相同后处理数据时提高多路径误差建模精度；或者利用较少的后处理数据获得精确的多路径误差模型，提高多路径误差的改正精度。

技术领域

本发明属于全球导航定位系统数据处理技术领域，尤其涉及一种基于空间相关性的多路径误差改正方法。

背景技术

GNSS包含中国的北斗定位系统、美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统和欧盟的伽利略系统，GNSS采用电磁波测距的原理测量卫星到接收机的距离，电磁波在传播的过程中，遇到物体会发生反射，这些反射信号传播的路径较直射信号用时发生了变化，从而产生了多路径误差。多路径误差在相同或者相近的环境中值也相似，可以根据历史观测数据建立多路径延迟模型，再利用观测模型对当前的观测数据进行校正，获得更精确的观测值。传统的恒星日滤波、格网等方法在建模和校正时不能充分利用多路径误差的空间相关性，比如恒星日滤波的方法利用GNSS星座的周期性改正多路径，忽略了空间相近的临近卫星提供的多路径信息，格网的方法也受格网划分和卫星数据采样频率的限制，不能均匀的表达空间相关性。

发明内容

为克服上述问题，本发明提供一种基于空间相关性的多路径误差改正方法。

本发明的一种基于空间相关性的多路径误差改正方法，包括以下步骤：

步骤1：采集GNSS数据，通过预处理和数据解算获取GNSS观测值的残差；每个多路径延迟数据对应一组卫星位置，形成卫星位置的后处理位置点集O及对应的残差l_O，后者由多路径和噪声组成。

步骤2：选取多路径延迟卫星位置的模型点集P；模型点集P与位置点集O重合，或者重新在单位半球上采样获得。

步骤3：建立多路径的协方差函数模型，计算数据点、控制点之间的协方差，计算模型点集P的多路径延迟。

步骤4：从GNSS当前观测值，获得待改正卫星位置点集Q，根据协方差函数模型，采用最小二乘配置方法或者一般线性等插值方法确定待改正卫星位置点集Q的多路径延迟。

步骤5：根据待改正卫星位置点集Q的多路径延迟，对观测数据进行改正，实现减小或消除多路径误差。

进一步的，步骤3具体为：

S31：假设建立的协方差函数为C(d)，其中d为距离；计算出的协方差矩阵元素为C(x_i,x_j)＝C(d_ij)，其中x为卫星位置点集中的元素，i和j为点的序号。

S32：对于模型点集P与位置点集O的合集O∪P中的点协方差阵C_OP为：

对于i＝j，对应协方差即为多路径方差，同时对于任意的序号i和j，有d_ij＝d_ji，因此有C(d_ij)＝C(d_ji)。

S33：将多路径看作信号，残差看作包含多路径信号和噪声的观测值，则观测值的方差协方差矩阵(Variance covariance matrix,VC矩阵)，由下式计算：

C_rr＝C_OO+C_ee