[发明专利]一种基于伪卫星和UWB融合定位系统的模糊度解算方法

说明书

本发明公开一种基于伪卫星和UWB融合定位系统的模糊度解算方法，该方法使用伪卫星的载波相位观测方程解算模糊度的浮点解及其协方差矩阵时，加入了UWB测距结果的浮点解及其协方差矩阵，从而得到伪卫星和UWB融合定位系统的浮点解及其协方差矩阵，再利用系统浮点解及协方差矩阵使用LAMBDA进行模糊度的固定。该发明解决了伪卫星和UWB融合定位系统的载波相位整周模糊度固定问题，使得伪卫星和UWB融合定位系统的定位结果更加稳定可靠。

技术领域

本发明涉及一种基于伪卫星和UWB融合定位系统的模糊度解算方法，属于无线电导航定位技术领域。

背景技术

整周模糊度的解算是高精度定位中的关键性问题。LAMBDA(Least-squareAMBiguity Decorrelation Adjustment)，最小二乘模糊度降相关平差法)搜索速度快，是一种被广泛应用的整周模糊度解算方法。但LAMBDA通常只用于一种定位系统的模糊度固定问题。针对基于伪卫星和UWB的融合定位系统，无法使用以往常见的针对单系统的LAMBDA进行模糊度的固定。

发明内容

本发明提出一种基于伪卫星和UWB融合定位系统的模糊度解算方法，该方法提出了一种基于伪卫星和UWB的融合定位系统的协方差矩阵，然后利用该融合定位系统的协方差矩阵进行整周模糊度的解算,解决LAMBDA无法对基于伪卫星和UWB的融合定位系统进行模糊度固定的问题。

本发明解决上述问题的方法通过如下的技术方案实现：

步骤1、UWB测距值获取与定位：根据TOF定位方法快速获取用户接收机与各基站的距离测量值即为UWB测距值，记为UWB测距结果d，进一步运算得到UWB定位结果；

步骤2、伪卫星载波相位观测值获取与定位：伪卫星载波相位观测值是接收机所接收的伪卫星载波信号与接收机振荡器所产生的参考伪卫星载波信号之间的相位差，然后利用其构造伪卫星的载波相位观测方程，求解得伪卫星的定位结果；

步骤3、定位算法初始化：伪卫星的伪距是测得的伪卫星到接收机之间的距离，因所测距离包含误差因素，并不是真正的站星几何距离，因此称为“伪距”，依靠不同接收机进行观测得到不同的伪卫星载波相位观测方程，做差得到伪卫星载波相位单差观测方程，依靠步骤1得到的UWB定位结果对其进行初始化，用UWB测距结果d替换伪卫星的伪距并代入伪卫星载波相位单差观测方程中，从而使载波相位整周模糊度获得一个初值；

步骤4、整周模糊度解算与检验。

进一步地，步骤1的具体方法是：

UWB根据TOF定位的单边双向测距法是由UWB基站主动发送数据，同时记录发送时间戳，接收机接收到之后记录接收时间戳；经延时T_reply后，接收机发送数据，同时记录发送时间戳，基站接收数据，同时记录接收时间戳；得到基站时间差T_round和接收机时间差T_reply；

因此，信号在激战和接收机之间的传输时间T_prop为：

UWB的测距结果d为：

d＝T_propc

式中c为光速。

进一步地，步骤2的具体方法是：

设接收机所接收的伪卫星载波信号初始相位是接收机振荡器所产生的参考伪卫星载波信号的初始相位是载波信号传输时间是载波信号频率为f，接收机钟差是δt_r，伪卫星钟差是δt^s，

则t时刻接收机所接收的伪卫星载波信号相位是