[发明专利]利用最优数值导数的GNSS多普勒观测值生成方法

摘要

本发明公开了一种利用最优数值导数的GNSS多普勒观测值生成方法。针对常规方法仅利用必要等间隔历元的GNSS载波观测值以及不具有稳健性、最优性等不足，本发明提出基于载波相位/伪距观测值的多历元连续性构建多项式基函数和数值导数方程，利用最小二乘估计确定最优数值导数算子并生成多普勒观测值。本发明相较于常规方法有以下优点：(1)同时适用于载波相位和伪距观测值；(2)利用多历元GNSS连续性，满足观测值存在非均匀采样时的多普勒生成任务；(3)顾及了观测值随卫星高度角的精度变化或方差异常，能够提高多普勒观测生成精度；(4)所用历元数根据GNSS采样率可灵活设置，通过最小二乘估计保证了数值导数算子最优性。

主权项

1.利用最优数值导数的GNSS多普勒观测值生成方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、定义第i个移动窗口的时间区间为t∈[ti,ti+K]，设置数值导数算子长度为K+1，数值导数算子记为di＝[di,0 … di,k … di,K]T，k∈[0,K]；第二步、选取一般多项式或递推多项式作为时间序列基函数，设置多项式阶数N，且满足N＜K；同时，第j阶时序基函数记为F_j(t_i+k)、基函数导数记为j∈[0,N]；第三步、动态构建数值导数算子估计方程；记导出多普勒的历元为t′I，ti≤t′I≤ti+K，则第i个移动窗口的多普勒数值导数算子估计方程如下：第四步、动态构建GNSS观测值方差‑协方差矩阵；读取GNSS广播星历并计算卫星高度角，进而采用高度角模型确定GNSS观测值方差阵Qi：Qi＝diag[q(ti),q(ti+1),…,q(ti+K)]式中，E(t_i)表示历元t_i的卫星高度角，对于GNSS伪距或载波相位，q₁,q₂取不同的经验值；第五步、利用最小二乘估计方法求解最优数值导数算子；基于最小二乘准则求解第i个移动窗口的数值导数算子，最优数值导数算子的估计公式如下：第六步、获取多普勒观测值时间序列；读取移动时间窗口内的GNSS观测值y(ti+k)，基于第i个移动窗口的数值导数算子计算移动窗口的多普勒观测值y(1)(t′I)，则最小二乘最优数值求导所得的多普勒观测值为：式中，di,k为第i个数值导数算子的第k个值。若y(ti+k)表示第i个移动窗口载波相位、伪距观测值，所得即为相位导出、伪距导出多普勒观测时序。