一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法.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CN111505693A(43)申请公布日2020.08.07(21)申请号202010297084.5(22)申请日2020.04.15(71)申请人中国科学院国家授时中心地址710600陕西省西安市临潼区骊山街道办事处书院东路3号(72)发明人涂锐卢晓春王星星张睿韩军强范丽红张鹏飞(74)专利代理机构北京栈桥知识产权代理事务所(普通合伙)11670代理人刘婷(51)Int.Cl.G01S19/52(2010.01)G01S19/43(2010.01)权利要求书3页说明书6页附图3页(54)发明名称一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法(57)摘要本发明提供了一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法，包括具体包括以下步骤：S1：获得包含载波相位和多普勒观测值的原始GNSS数据及测速数据处理需要的辅助产品，对获得的数据进行筛除和误差修正，将所述修正数据代入载波相位定位方程式；S2：将修正后观测方程在历元间进行差分，形成载波相位历元间差分测速方程，然后和多普勒测速方程进行联合，组建成融合不同观测值的测速方程；S3：根据卫星高度角和观测噪声采取分步定权方法确定相应的随机模型；S4：将观测方程线性化后，通过最小二乘算法X＝(BTPB)-1(BTPL)进行速度求解。CN111505693ACN111505693A权利要求书1/3页1.一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法，其特征在于，主要包括具体包括以下步骤：S1：数据获取与处理获得观测卫星包含载波相位和多普勒观测值的原始GNSS数据及测速数据处理需要的辅助产品，对获得的数据进行筛除，得到干净数据，对所述的干净数据进行误差修正，得到修正数据，将所述修正数据代入载波相位定位方程式，得到修正后的观测方程；S2：组建观测方程将S1中得到的修正后观测方程在历元间进行差分，形成载波相位历元间差分测速方程，然后和多普勒测速方程进行联合，组建成融合不同观测值的测速方程；S3：随机模型确定根据卫星高度角和观测噪声采取分步定权方法确定相应的随机模型；S4：速度求解将观测方程线性化后，通过最小二乘算法X＝(BTPB)-1(BTPL)进行速度求解，待求速度为接收机的三维速度和接收机钟速。其中，具体表示如下：上述式中：Rsr(ti)表示ti历元的卫星坐标矢量，r(ti)表示ti历元的接收机坐标矢量。表示ti历元接收机位置卫星方向的单位矢量。2.根据权利要求1所述的一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法，其特征在于，S1中，所述辅助产品包括GNSS卫星星历产品和地球自转参数。3.根据权利要求1所述的一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法，其特征在于，S1中，得到所述修正后的观测方程为：ssssssssλΦr(ti)＝ρr(ti)-(δtr-δts)c(ti)-λN(ti)-δion(ti)+δtrop(ti)+δtide(ti)+δrel(ti)+δmul(ti)+εp(ti)上述式中，Φ表示载波相位观测值，λ表示波长，r和s分别表示接收机和卫星，ti表示历元，ρ表示卫星到接收机的近似几何距离，δtr,δts分别表示接收机钟差和卫星钟差，c表示光2CN111505693A权利要求书2/3页速，N表示整周模糊度,δion表示电离层延迟、δtrop表示对流层延迟、δtide表示潮汐效应、δmul表示多路径效应、δrel为相对论效应、εp表示载波相位的测量噪声,Δ表示历元间单差算子。4.根据权利要求1所述的一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法，其特征在于，S1中，所述对获得的数据进行筛除的具体步骤为：对S1中获得的载波相位和多普勒观测值进行数据质量检查、粗差剔除，删除无卫星星历或观测值不完整的数据，同时进行周跳探测并剔除周跳数据，最后得到干净的数据。5.根据权利要求1所述的一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法，其特征在于，所述对干净数据进行误差修正的具体指对相对论，卫星钟差跳变，地球自转误差，电离层延迟和对流层延迟的修正。6.根据权利要求1所述的一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法，其特征在于，所述对干净数据进行误差修正的具体指对相对论，卫星钟差跳变，地球自转误差，电离层延迟和对流层延迟的修正，其中相对论使用IERSConventions2010中指定的模型改正，卫星钟差跳变修正使用前后历元仍采用相同的广播星历来计算卫星位置和钟差的改进方法，地球自转误差改正使用IERSEOPC04模型改正，电离层延迟使用双频无电离层组合观测值改正，对流层延迟采用Saastmoinen模型改正。7.根据权利要求6所述的一种载波相位历元差分和多普勒观测融合测速方法，其特征在于，在大气稳定的条件下，对于采样率≥1