[发明专利]一种基于层次分析法的北斗高精度定位方法

摘要

本发明公开了一种基于层次分析法的北斗高精度定位方法，其特征是按如下步骤进行：首先将监测时段划分成多个子时段，分别计算出各子时段的定位结果；然后根据各个子时段的卫星分布、误差源、卫星历元数，采用层次分析法确定各个定位结果的定位可信度；最后利用定位可信度加权滤波出整个监测时段的最终定位结果。本发明细化了定位计算过程，充分考虑了影响定位精度的各项因素，使最终定位结果达到更高的定位精度，特别是在监测时段内天气变化的情况下定位精度优势显著，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种基于层次分析法的北斗高精度定位方法，是应用于由北斗导航卫星、基准站和流动站组成的监测环境中；所述基准站接收所述北斗导航卫星发送的卫星历元数据并发送给流动站；所述流动站接收所述北斗导航卫星发送的卫星历元数据和所述基准站发送的基准站卫星历元数据并进行差分处理，获得差分定位数据，记为X；其特征是，所述北斗高精度定位方法按如下步骤进行：步骤1、对所述流动站的差分定位数据X按照时间段进行分割，获得N个子时间段的差分定位数据，记为X＝{X1,X2,…,Xn,…,XN}；Xn表示流动站的差分定位数据X中第n个子时间段的差分定位数据；1≤n≤N；步骤2、对所述N个子时间段的差分定位数据X分别采用静态相对定位算法进行计算，获得N个定位结果，记为L＝{L1,L2,…,Ln,…,LN}；Ln表示流动站第n个子时间段的差分定位数据Xn的定位结果；步骤3、利用层次分析法获得N个子时间段的定位可信度Y；步骤3.1、构建综合评价层次模型；将所述N个定位结果L作为所述综合评价层次模型的方案层，将对定位结果L产生影响的几何精度因子、高空大气误差和卫星历元数量作为所述综合评价层次模型的准则层；将所述N个子时间段的定位可信度作为所述综合评价层次模型的目标层；步骤3.2、构造成对比较矩阵；将所述几何精度因子、高空大气误差和卫星历元数量作为所述准则层的三个元素；根据所述准则层的三个元素的两两比较结果，构造一个三阶成对比较矩阵A＝(aij)3×3；aij表示第i个元素相对于第j个元素对所述目标层的重要性之比；i,j∈{1,2,3}；步骤3.3、计算权向量；利用Aω＝λω求出所述三阶成对比较矩阵A的所有特征值λ和特征向量ω；将所有特征值λ中的最大特征值λ_max所对应的特征向量ω^*进行归一化处理，得到权向量ω₁,ω₂,ω₃分别表示几何精度因子GDOP、高空大气误差Δτ、卫星历元数量N三个元素对某个子时间段的定位结果的定位可信度的权重；步骤3.4、一致性检验；判断所述三阶成对比较矩阵A中的aij是否满足式(1)，若满足，则表示成对比较矩阵是一致性矩阵，并执行步骤3.5；否则，进行一致性检验，若检验通过，执行步骤3.5，否则，重新构造成对比较矩阵；aikakj＝aij   (1)式(1)中，aik表示第i个元素相对于第k个元素对所述目标层的相对权重；k∈{1,2,3}；步骤3.5、数据模糊归一化；步骤3.5.1、将通过卫星信号接收机获得的第n个子时间段的几何精度因子求得的平均值、高空大气误差求得的平均值、卫星历元数量分别记为GDOPn、Δτn、Nn；步骤3.5.2、利用式(2)、式(3)和式(4)分别对所述准则层的三个元素进行模糊归一化处理，得到几何精度因子的归一化值GDOPn′、高空大气误差的归一化值Δτn′、卫星历元数量的最佳值的归一化值Nn′：式(2)、式(3)和式(4)中，GDOP*、Δτ*、N*分别表示所述几何精度因子的最佳值、高空大气误差的最佳值、卫星历元数量的最佳值；步骤3.6、利用式(5)计算第n个子时间段的定位结果Ln的定位可信度Yn，从而获得N个子时间段的定位可信度，记为Y＝{Y1,Y2,···,Yn,···,YN}；步骤4、利用式(6)对流动站的N个定位结果进行加权滤波处理，获得最终定位结果L*；式(6)中，Yi表示流动站第i个子时间段的定位结果Li的定位可信度，1≤i≤N。