一种基于三颗卫星的载波整周模糊度固定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112764075A(43)申请公布日2021.05.07(21)申请号202011582314.9(22)申请日2020.12.28(71)申请人华力智芯（成都）集成电路有限公司地址610000四川省成都市中国（四川）自由贸易试验区成都市天府新区正兴街道湖畔路北段715号4栋301、302、401、402(72)发明人陈建国王超帅璐陈靖云王建蒋玲玲(74)专利代理机构成都先导云创知识产权代理事务所(普通合伙)51321代理人李坤(51)Int.Cl.G01S19/44(2010.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种基于三颗卫星的载波整周模糊度固定方法(57)摘要本发明公开了一种基于三颗卫星的载波整周模糊度固定方法，通过构建双差观测计算方程，然后计算移动站站星距离在基准站处泰勒展开的二次余项补偿，计算伪距双差和载波双差，并加上二次余项补偿；然后利用最小二乘求解粗解：基线、载波双差整周模糊度向量和协方差阵，粗解经卡尔曼滤波计算，得到基线浮点解、载波整周模糊度浮点解、基线协方差阵和模糊度协方差阵。星地距离的泰勒线性展开补偿二阶余项，当基线长度在20km内时，最小二乘无需迭代，大大减少了计算量，本发明支持双频模糊度一起搜索。CN112764075ACN112764075A权利要求书1/3页1.一种基于三颗卫星的载波整周模糊固定方法，其特征在于：对GNSS载波频率上未知的载波相位整周数的求解方法包括以下步骤：S1:利用GNSS双差伪距、载波相位观测值与基线向量的关系，构建双差观测计算方程l2n×1：S2:利用流动站和基准站的大概坐标，计算移动站星地距离在基准站处泰勒展开的二次余项补偿；S3:补偿S2中的二次余项，计算基准站与流动站的伪距双差DDn×1code′和载波双差DDn×1carr′；S4：利用最小二乘求解基线、载波双差整周模糊度向量X(n+3)×1和协方差阵Qx(n+3)×(n+3)；S5:基线、载波双差整周模糊度向量X(n+3)×1和协方差阵Qx(n+3)×(n+3)经卡尔曼滤波计算，得到基线浮点解XFrb3×1、载波整周数浮点解NFn×1、基线协方差阵Qr3×3和模糊度协方差阵Qnn×n。2.根据权利要求1所述的一种基于三颗卫星的载波整周模糊固定方法，其特征在于：所述步骤S1的双差观测计算公式为：l2n×1＝[A2n×3B2n×n]×X(n+3)×1T其中，X(n+3)×1＝[x,y,z,N1,N2,...Nn]其中，l2n×1为伪距、载波双差观测量，X(n+3)×1为待求解的基线向量和整周模糊度，A2n×3为方向向量双差阵，[anxanyanz]为第n号卫星到基准站连线方向的单位矢量减去参考卫星到基准站连线方向的单位矢量，B2n×n为载波波长矩阵，λ为载波波长。3.根据权利要求1所述的一种基于三颗卫星的载波整周模糊固定方法，其特征在于：所述步骤S2的计算泰勒展开的二次余项补偿的计算公式具体为：2CN112764075A权利要求书2/3页其中，O(2)是二次余项补偿，(xb，yb，zb)是基准站已知精确坐标，(xs，ys，zs)为卫星坐标，(xr，yr，zr)为移动站大概坐标，Rr为移动站星地距离，Rb为基准站星地距离，lx,lY,lZ和L是为了O(2)表达式简洁增加的中间变量。4.根据权利要求3所述的一种基于三颗卫星的载波整周模糊固定方法，其特征在于：所述二次余项补偿O(2)的误差小于0.1mm。5.根据权利要求1所述的基于三颗卫星的载波整周模糊固定方法，其特征在于：所述步骤S3的计算方程为：DDn×1code'＝DDn×1code+O(2)DDn×1carr'＝DDn×1carr+O(2)其中，DDn×1code是没加上二次余项补偿O(2)的基准站与流动站的伪距双差观测量，DDn×1carr是没加上二次余项补偿O(2)的基准站与流动站的载波双差观测量。6.根据权利要求1所述的一种基于三颗卫星的载波整周模糊固定方法，其特征在于：所述步骤S4的计算方程为：T‑1TX(n+3)×1＝(GG)G×l2n×1T‑1‑1Qx(n+3)×(n+3)＝(GQyG)Qy为双差观测量l2n×1的协方差阵。7.根据权利要求1所述的一种基于三颗卫星的载波整周模糊固定方法，其特征在于：选取矩阵A2n×3的前n行，构成矩阵Hn×3；从选取的n行中挑选出3行，构成goodH3×3，使其满足：goodH3×3的行列式为从矩阵Hn×3任意挑选出来的3行中矩阵行列式数值是最大的。8.根据权利要求5或7所述的一种基于三颗卫星的载波整周模糊固定方法，其特征在于：将Hn×3和DDn×1carr'分解为2部分：其中，Hn×3和DDn×1carr'均满足：TTgoo