一种基于GNSS三频的纯载波相位RTK定位方法.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CN109799520A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201910129033.9(22)申请日2019.02.21(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人贾春李亮程建华赵琳蒋家昌杨福鑫(51)Int.Cl.G01S19/44(2010.01)G01S19/22(2010.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种基于GNSS三频的纯载波相位RTK定位方法(57)摘要本发明属于卫星精密导航与定位领域，具体涉及一种基于GNSS三频的纯载波相位RTK定位方法，包括以下步骤：利用GNSS三频信号的观测量，构造2个具有较大波长与误差比值的超宽巷组合，保证最高的模糊度解算成功率；对连续历元间的超宽巷观测量执行时间差分；利用多普勒观测信息消除几何位置增量，获取残差的就近取整值，判定是否发生周跳？如果该值为0，则未发生周跳，如该值不等于0，则发生周跳，而该值则为周跳修复值；在消除周跳影响后，利用至少2个连续历元的超宽巷观测量构建几何相关的超宽巷解算模型，通过LAMBDA算法与Ratio比率检验得到超宽巷模糊度的固定解；本发明解决了周跳问题对模糊度解算与定位精度的影响。CN109799520ACN109799520A权利要求书1/3页1.一种基于GNSS三频的纯载波相位RTK定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用GNSS三频信号的观测量，构造2个具有较大波长与误差比值的超宽巷组合，保证最高的模糊度解算成功率；(2)对连续历元间的超宽巷观测量执行时间差分；(3)利用多普勒观测信息消除几何位置增量，获取残差的就近取整值，判定是否发生周跳？如果该值为0，则未发生周跳，如该值不等于0，则发生周跳，而该值则为周跳修复值；(4)在消除周跳影响后，利用至少2个连续历元的超宽巷观测量构建几何相关的超宽巷解算模型，通过LAMBDA算法与Ratio比率检验得到超宽巷模糊度的固定解；(5)利用改正模糊度的超宽巷观测量作为高精度的伪距观测量使用，结合窄巷观测量构建窄巷解算模型，通过LAMBDA算法与Ratio比率检验得到窄巷模糊度的固定解；(6)利用贝叶斯后验算法，得到精密的定位结果。2.根据权利要求1所述的一种基于GNSS三频的纯载波相位RTK定位方法，其特征在于，所述利用GNSS三频信号的观测量，构造2个具有较大波长与误差比值的超宽巷组合，保证最高的模糊度解算成功率，包括：双差载波相位观测方程为：其中，表示双差载波相位观测值减计算值的残差量；b为基站接收机；r表示移动站接收机；s表示不同卫星号；j对应不同频点fj；xbr表示用户位置、对流层等非弥散项增量；表示对应xbr的线性化几何设计矩阵；对应频点f1的一阶电离层延迟误差，表示电离层比例系数；λj表示载波相位波长；表示整周模糊度；表示载波相位观测噪声；载波相位观测量的组合模型为：其中是观测量组合系数，相应的电离层放大系数β(i,j,k)、组合波长λ(i,j,k)、组合模糊度N(i,j,k)组合、噪声放大系数γ(i,j,k)为：2CN109799520A权利要求书2/3页其中c表示光速。3.根据权利要求1所述的一种基于GNSS三频的纯载波相位RTK定位方法，其特征在于，所述对连续历元间的超宽巷观测量执行时间差分，包括：对2组最优超宽巷组合进行时间差分，得到：φEWL,k-φEWL,k-1＝Δρ+λEWLδNEWL+εEWL其中，EWL代表超宽巷组合系数；k为历元值；Δρ为几何增量信息；δNEWL为周跳值；ε为观测噪声。4.根据权利要求1所述的一种基于GNSS三频的纯载波相位RTK定位方法，其特征在于，所述利用多普勒观测信息消除几何位置增量，获取残差的就近取整值，判定是否发生周跳？如果该值为0，则未发生周跳，如该值不等于0，则发生周跳，而该值则为周跳修复值，包括：利用多普勒观测信息来补偿接收机的几何增量信息为：其中，Δρc为修正的几何增量信息；D为双差多普勒观测量；Δt为历元间的时间间隔；利用上式，得到周跳解算值为：如果值为0，则未发生周跳，如果不为0，则发生周跳，而其解算值则为周跳修复值。5.根据权利要求1所述的一种基于GNSS三频的纯载波相位RTK定位方法，其特征在于，所述在消除周跳影响后，利用至少2个连续历元的超宽巷观测量构建几何相关的超宽巷解算模型，通过LAMBDA算法与Ratio比率检验得到超宽巷模糊度的固定解，包括：利用卫星的φ(0,-1,1)与φ(1,4,-5)的2个连续历元的观测量建立几何相关的超宽巷解算模型为：其中，H为几何矩阵；Λ为波长矩阵；b为基线长度；根据上述观测模型，利用加权最小二乘