一种长基线载波相位差分在航定位方法
【专利摘要】本发明属于动力导航定位领域，具体涉及的是一种不依赖于历史观测量的长基线载波相位差分在航定位方法。本发明包括：用户端利用接收到来自基站的载波相位观测量信息判断是否是初次启动解算或者是否发生不可修复的周跳；按照组合观测量噪声最小和组合波长最长两个原则确定组合系数；利用用户端和基站端的单历元双频伪距观测量和载波相位观测量构建本发明所提出的GIF模型；用LAMBDA算法进行整周模糊度的解算；得到基线最终解，从而完成单历元在航定位解算。本发明无需依赖于历史观测量进行单个历元的解算，更好的抑制电离层延迟误差。
【专利说明】一种长基线载波相位差分在航定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于动力导航定位领域，具体涉及的是一种不依赖于历史观测量的长基线 载波相位差分在航定位方法。
【背景技术】
[0002] 在实现基于卫星导航的精密定位方法之中，载波相位差分定位（carrier phase differential positioning,CPDP)是其中广泛使用的一种，其中整周模糊度解算的可靠性 成为影响其定位精度的重要因素。在基于单个历元的载波相位差分定位线性模型中，由于 待求解的双差整周模糊度个数和基线矢量解超过了观测量方程的个数，因此单个历元是无 法完成传统CPDP解算的。在无周跳的情况下，根据整周模糊度具有不变性的特点，通过综 合多个历元数据的观测量，即可实现CPDP。但是传统通过单频观测量或双频观测量直接进 行双差求解的方法仍然存在以下限制：（1)观测量历元个数Μ的要求。假设双差观测量的 个数为Ν，并且在解算过程中待求解的双差整周模糊度保持不变，在静态定位的情况下，需 满足丽> Ν+3 ;在动态定位的情况下，需满足丽> Ν+3Μ。（2)定位实时性。由于高动态环 境下频繁周跳的可能性，为进行模糊度的解算而需要累积足够历元数，从而使得定位的实 时性受到影响。（3)电离层延迟误差的影响。基站和用户之间基线长度将对构造 CPDP解 算方程造成确定性的影响，特别是在长基线（基线长度大于l〇〇km)的情况下，电离层延迟 误差将成为影响定位精度的最重要误差源，因此如何抑制电离层延迟误差成为长基线CPDP 性能的关键问题之一。综合所述，正是由于传统CPDP解算存在的缺陷，因此有必要研究一 种在航（on-the-fly)解算CPDP算法，使得无需依赖于历史观测量进行单个历元的解算。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种无需依赖于历史观测量的长基线载波相位差分在航 定位方法。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：
[0005] (1)用户端利用接收到来自基站的载波相位观测量信息判断是否是初次启动解算 或者是否发生不可修复的周跳，如果属于初次启动解算和发生不可修复周跳两种情况之一 者，则需启动整周模糊度的解算过程，解算过程按照步骤（2)进行；否则根据整周模糊度的 继承特性，构建DF模型进行基线解的直接解算；
[0006] (2)根据所选用卫星导航系统的双频观测量的频点，按照组合观测量噪声最小和 组合波长最长两个原则确定组合系数，后续解算按照步骤（3)进行；
[0007] (3)基于步骤（2)所确定的系数组合，利用用户端和基站端的单历元双频伪距观 测量和载波相位观测量构建本发明所提出的GIF模型。后续解算按照步骤（4)进行；
[0008] (4)根据步骤⑶所建立的GIF模型，利用LAMBDA算法进行整周模糊度的解算。 后续解算按照步骤（5)进行；
[0009] (5)根据步骤（2)所确定的组合系数确定双差载波相位DF模型，将步骤（4)所确 定的整周模糊度代入所建立的DF模型，得到基线最终解，从而完成单历元在航定位解算。 [0010] 本发明的有益效果在于：
[0011] 本发明无需依赖于历史观测量进行单个历元的解算，更好的抑制电离层延迟误 差。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为不同系数分配方案下组合观测量波长λ eiF和观测噪声对应变化情况；
[0013] 图2为在不同系数分配方案下所定义Ratio及对应λ eiF的变化情况；
[0014] 图3为本发明所提出的定位方法执行流程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0016] 在长基线的情况下，假设基站和移动用户端都可接收到双频伪距观测量和载波相 位观测量，此时电离层延迟误差对于双差观测量的影响将不可忽略。在单历元的情况下，用 户和基站之间的伪距观测量和载波相位观测量双差线性模型可表示为：
[0017]
【权利要求】
1. 一种长基线载波相位差分在航定位方法，其特征在于： (1) 用户端利用接收到来自基站的载波相位观测量信息判断是否是初次启动解算或者 是否发生不可修复的周跳，如果属于初次启动解算和发生不可修复周跳两种情况之一者， 则需启动整周模糊度的解算过程，解算过程按照步骤（2)进行；否则根据整周模糊度的继 承特性，构建DF模型进行基线解的直接解算； (2) 根据所选用卫星导航系统的双频观测量的频点，按照组合观测量噪声最小和组合 波长最长两个原则确定组合系数，后续解算按照步骤（3)进行； (3) 基于步骤（2)所确定的系数组合，利用用户端和基站端的单历元双频伪距观测量 和载波相位观测量构建本设计所提出的GIF模型；后续解算按照步骤（4)进行； (4) 根据步骤（3)所建立的GIF模型，利用LAMBDA算法进行整周模糊度的解算；后续 解算按照步骤（5)进行； (5) 根据步骤（2)所确定的组合系数确定双差载波相位DF模型，将步骤（4)所确定的 整周模糊度代入所建立的DF模型，得到基线最终解，从而完成单历元在航定位解算。
【文档编号】G01S19/44GK104155668SQ201410431783
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】李亮, 赵琳, 刘金山, 丁继成, 郝勇, 刘玥, 李娜 申请人:哈尔滨工程大学