br>[0044] 图7为使用本发明方法和UD方法对公共滤波收敛数据处理后的收敛时间统计结 果图。
[0045] 图8为使用本发明方法和UD方法对公共滤波收敛数据处理后的平面位置偏差统 计结果图。
【具体实施方式】
[0046] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在W本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0047] -种快速收敛的精密单点定位方法，包括如下步骤：参见图1，图1是本发明的一 种快速收敛的精密单点定位方法的流程图。
[0048](S1)、对全球导航卫星的观测数据进行预处理：
[0049] 采用M-W组合法和电离层残差法对原始载波相位观测值中存在的周跳进行探测， 并修复；
[0050] 对天线相位中屯、偏差、地球自转、相对论效应、天线相位缠绕误差源的影响进行修 正；
[0051] 对精密卫星轨道和卫星钟差数据进行拉格朗日多项式内插，获取观测时刻的卫星 轨道和卫星钟差。
[005引 悅）、建立卫星的原始载波相位观测值巫：和的观测方程：
[0053] 在GNSS应用中，在卫星S的原始码伪距和载波相位观测值的观测方程表达式如 下：
[0056]其中，s表示卫星（s= 1，…，j)，i表示载波相位和码伪距的频率数，玲表示码伪 距观测值，（i>:表示W米为单位的载波相位观测值，P表示卫星与接收机之间的几何距离，C 表示真空中光的速度，5tf表示接收机钟差，5ts表示卫星钟差，M:,分别表示对流层 干、湿迟延映射函数，5,M、5,W分别表示对流层天顶方向干延迟和湿延迟，《表示站星视 线方向的电离层延迟，屯,1表示接收机端的硬件码延迟，够表示卫星端的硬件码延迟，表 示载波相位的模糊度，A1表示载波相位的波长，殘苗表示接收机端的相位延迟，雜f表示卫 星端的相位延迟，fp;、6昭分别表示码伪距和载波相位观测值的观测噪声；
[0057] 将式（1)和式似简化为
[0060] 其中，巧^ . <开\ |巧分别表示重新定义后的接收机钟差、卫星钟差和载波相位模 糊度，表达式分别为
[0061]
[006引顾及电离层延迟对不同频率观测值的影响关系为/:'=/;'Y.片?/,'，则得到原始载波 相位观测值狼巧牌^的观测方程，表达式为
[006引式妨或式（6)中，斬和tt>^表示载波相位观测值，fl、f2为载波相位的频率，入1、 入2表示载波相位的波长，6龄表示载波相位观测值的观测噪声；Ii为载波相位观测 值賊中站星视线方向的电离层延迟，帮、分别为原始载波相位观测值和屯；的模糊 度；
[0066](S3)、根据原始码伪距观测值巧和原始载波相位观测值乐;构建码相位半合组合 观测值的观测方程，如公式（7)所示：
[0067]
[0068] (S4)、根据原始载波相位观测值【t>|'和心i构建几何无关组合观测值的观测方 程，如公式（8)所示：
[0069]
[0070] 烦）、联合原始载波相位观测值(1>:和?;的观测方程、码相位半合组合观测值14跟 的观测方程和几何无关组合观测值?為的观测方程构建改进的精密单点定位的观测方程， 如公式（9)所示：
[0071]
[0072] 式巧）线性化后的矩阵形式为：
[007引y似=A.X似Ey~N(0,Qy) (10)
[0074]式（10)中，y(k)为观测向量，其维数为化j为历元k同步观测到的卫星数量； X(k)为待估参数向量，维数为巧+3j)，A为设计矩阵，Ey为测量噪声向量，Qy为测量噪声 向量ey的协方差阵；y化)、X化）和A表达式分别为
[007引其中，X、Y、Z为接收机S维位置，@表示克罗内克积，64为各元素均为1的4维列 向量，I，为j维单位矩阵，B、C和D子矩阵的含义分别为：
[0079]
[0080] 其中，l、m、n分别为接收机到卫星的方向余弦。
[0081] 观测值协方差阵衡量了观测值的精度及相关性。由于卫星观测值受到噪声及多路 径效应影响主要发生在低高度角卫星，为了不使高仰角卫星的观测值降低权重，精密单点 定位中一般采用高度角定权。不考虑码和载波之间的相关性，即喊|> =心;则步骤（S5)得到 的改进的精密单点定位的观测方程第k历元对应的协方差阵Qy(k)，如公式（11)所示：
[0082]公,,灸)=F?、. C11)
[0083] 式（11)中，
@表示克罗内克积，I，为j维 单位矩阵，<,、讀。、< 分别为卫星原始载波相位观测值〇1、〇2,原始码伪距观测值P2 的测量噪声的方差。
[0084] (S6)、采用卡尔曼滤波对改进的精密单点定位的观测方程中的参数进行估计，得 到接收机位置信息和对流层延迟、电离层延迟信息，实现GNSS快速单点精密定位。
[0085] 在PPP数据处理中，通常采用卡尔曼化alman)滤波对参数进行估计，状态方程表 达为
[008引Xw=巫wA+Wk，Wk~N化Q k)(。）
[0087] 式中，Xk表示状态向量，〇w,k为状态转移矩阵，Wk为动态噪声，Qk为动态噪 声Wk的协方差阵。
[0088] 动态噪声协方差阵化反映了各待估参数的时变特性。在本发明方法中，主要参数 包括接收机=维位置、接收机钟差、对流层天顶湿延迟、视线方向电离层延迟和载波相位模 糊度，其中接收机钟差、对流层天顶湿延迟、视线方向电离层延迟模型化为随机游走，载波 相位模糊度在参数估计时当作常数处理。于是，各待估参数动态噪声如下
[0089]
[0090]式（13)中，qp为接收机=维位置谱密度，在静态和动态定位中分别为单位阵和 零矩阵，衝为接收机钟差谱密度；Qtf。。为对流层天顶湿延迟的谱密度，Qi。。为视线方向电离 层延迟的谱密度，大气误差谱密度的选取与其变化率有关，At为相邻历元的时间间隔。
[0091] 应用实施例
[0092] 测试站点选取全球范围分布的144个IGS连续运行观测站，测站分布如图2,图2 为本发明的应用实施例采用的IGS观测站的分布图。选取2013年6月17日00时至24时 的观测数据，采样间隔为30s，间隔为15min的精密星历和间隔为5min的钟差产品，卫星截 至高度角设置为5°。对144个IGS站24小时的观测数据W每0. 5小时进行截取，得6912 组数据。采用IGS发布的各个观测站坐标作为参考值，当水平位置偏差从某一历元开始均 小于10cm时，认为滤波收敛，实现厘米级定位，而从第一个历元到该历元的时间间隔为收 敛时间。为分析本发明提供PPP的定位方法的效果，处理步骤为：
[0093] 步骤（1):对应用实施例中的6912组数据分别使用本发明的方法、UC方法、化fC 方法、UD方法进行计算，对平面位置收敛到厘米级精度的百分比和平均收敛时间进行分析； 得到本发明的方法、UC方法、UofC方法和UD方法的收敛百分比和收敛时间统计信息，参见 表1。
[0094] 从表1中，可W得到：本发明方法具有最高的滤波收敛比例和最少的收敛时间，分 别为70. 2%和12. 9min，较UC方法、UofC方法和UD方法收敛比例提高了 19. 2、2. 8和49. 3 个百分点，平均收敛时间分别缩短了 18. 4%、7. 2%和29. 5%。可见，本发明方法能够较高 比例的收敛到厘米级，且收敛时间较短。
[0095] 表1收敛百分比和收敛时间统计信息
[0096]
[0097