[发明专利]一种随机误差修正的伪距测量定位方法

说明书

本发明设计一种随机误差修正的伪距测量定位方法，首先解析接收的观测文件，得到定位解算所需参数；以及解析接收的星历文件，计算北斗导航的卫星位置；接收机利用星历文件中各个轨道参数计算出各个导航卫星的空间坐标；依据零相位滤波原理，构建零相位滤波伪距差分定位方程；线性化随机误差修正后的伪距差分方程，计算伪距差分误差方程；依据最小二乘估算模型对随机误差修正后的伪距差分误差方程进行处理，求解观测站坐标；消除了伪距观测值中无法用数学模型彻底修正以及偶然出现的脉冲性干扰，同时也消除了其他周期性干扰在内的随机误差，滤除了观测噪声中的高频热噪声，应用于军事、港口和自动驾驶等需要精确定位的领域，达到亚米级定位。

技术领域

本发明涉及通信技术和卫星导航定位领域，具体涉及一种随机误差修正的伪距测量定位方法。

背景技术

北斗卫星导航系统作为全球四大卫星导航定位系统之一，目前已由仅为中国提供服务转向为全球提供服务，并且成功应用在海陆空现代交通运输、智慧农业、国家林业管理、海洋渔业、公安业务、防灾减灾、电力维护、金融维稳等众多领域中。北斗卫星导航系统的定位技术中的伪距定位由于自身技术实现简单、定位速度快、不存在整模糊度的问题，仅仅利用导航卫星所播发的测距码，就可以对观测站的位置和时钟偏差进行估计，得到了广泛的研究与应用。然而，当前包括北斗在内的全球卫星导航系统都会受到卫星轨道、卫星钟差、空间传播、地面环境等误差因素影响，从而导致卫星定位出现偏差，导致定位精度不高的问题。因此修正误差影响一直是北斗导航伪距定位的关键技术，对促进北斗导航的应用和产业发展有重大影响意义。

发明内容

针对北斗导航伪距差分定位过程中会受到的接收机钟差以及包括噪声在内随机误差影响，本发明构建了一种随机误差修正的伪距测量定位方法，结合了中位值平均滤波、householder变换和零相位滤波，消除了伪距观测值中无法用数学模型彻底修正以及偶然出现的脉冲性干扰，同时也消除了其他周期性干扰在内的随机误差，消除了接收机钟差的同时抑制了观测噪声的扩大，滤除了观测噪声中的高频热噪声，考虑传统定位解算方法对所有可视卫星观测量等量处理时引发定位精度低的问题；应用于军事、港口和自动驾驶等众多需要精确定位的应用领域，达到亚米级定位需求。

一种随机误差修正的伪距测量定位方法，具体包括以下步骤：

步骤1：解析接收的观测文件，得到定位解算所需参数；

通过观测文件得到基站和观测站当前得观测时刻t_b，t_o，当前观测时刻的可见卫星数目N_b，N_o；同一时刻基站与观测站共同观测的卫星数为N，(N＝min{N_b，N_o})；当前时刻基站与观测站可见的卫星的伪距观测值

步骤2：解析接收的星历文件，依据北斗导航ICD标准，计算北斗导航的卫星位置；接收机利用星历文件中各个轨道参数计算出各个导航卫星的空间坐标(X_i，Y_i，Z_i)；

步骤3：依据伪距差分定位原理，推导伪距单差定位方程；

步骤3.1：基站的位置(x_b，y_b，z_b)由观测文件得到，是精确可知的；若在基站观测到m号卫星(即i＝m)，利用基站观测文件中解析得到的伪距观测值星历文件计算出的卫星空间坐标(X_m，Y_m，Z_m)，得到基站到m号卫星的伪距观测值：

式中，为t_b时刻m号卫星到基站的真实距离，δt_b表示基站接收机钟差，δt_m表示卫星钟差，C表示光速，表示电离层误差，表示对流层误差，表示包含噪声在内的随机误差；