提高北斗二代民用双频定位接收机的定位精度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及北斗卫星导航系统技术领域，具体涉及一种提高北斗二代民用双频定 位接收机的定位精度的方法。
【背景技术】
[0002] 卫星导航系统已经成为当今世界国家综合国力及科学技术发展水平的重要标志， 是国家经济基础的重要组成部分，它已经进入人们的日常生活中，与社会发展和经济建设 息息相关。我国也已经投入大量的资金和人力，积极进行北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS)的研究。到2020年左右，我国将建成覆盖全球的北斗 卫星导航系统，其将成为继美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧洲Galileo之后的又一个全球全天 候的卫星导航系统。
[0003]北斗卫星导航系统可以自主进行高精度定位，避免了对国外定位系统的依赖，这 对我国的经济发展具有重大的现实意义。目前，民用北斗定位多采用B1I单频定位。然而，单 频测量定位无法准确测量电离层延时，并且测量值也易波动。2013年11月，中国卫星导航系 统管理办公室发布《北斗系统空间信号接口控制文件正式版2.0》。文件定义了北斗卫星导 航系统空间星座和用户终端之间公开服务信号B1I和B2I的相关内容，为民用双频卫星定位 带来了契机。而常用的B1I和B2I双频定位方法普遍存在两方面的问题:一方面，只是简单地 消除了电离层延时，未将两个频点的测量值结合使用；另一方面，在实际环境中，由于受多 径延时、卫星故障和信号遮挡等因素影响，接收机未必能同时接收到信号质量较好的B1I和 B2I双频点信号。这两方面的问题严重影响了现有的民用双频定位接收机的定位精度。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于提出一种提高北斗二代民用双频定位接收机的定位精度 的方法，该方法在补偿电离层延时的同时，将两个频点的码相位测量值和载波相位测量值 结合使用，提高了修正后伪距的可靠性;并且，根据噪声方差选择伪距模式，进一步选择B1I 单频定位、B2I单频定位和双频定位，以保证在可靠的前提下尽可能多地利用测量值，从而 克服上述现有技术中存在的两个影响定位精度的技术问题，使得北斗二代民用双频定位接 收机的定位精度得以较大提高。
[0005] 本发明为解决上述技术问题所提出的技术方案如下：
[0006] 提高北斗二代民用双频定位接收机的定位精度的方法，包括以下步骤：
[0007] S1、实时获取跟踪模块输出的B1I和B2I频点的码相位嘁1和供，以及载波相位 外―_8:1和％-52 ;
[0008] S2、由码相位< 和嘁?2，分别计算B1I和B2I频点的当前历元粗伪距/^^和 Pc_B2 '
[0009] S3、根据设备热噪声的等效测距误差，分别评估B1I和B2I频点的噪声方差〇^和
[0010] S4、根据步骤S3中的噪声方差<4和，选取伪距计算模式PRMode;再根据伪距计 算模式PRMode，由噪声方差< 和巧2计算平滑系数M;
[0011] S5、根据伪距计算模式PRMode，由步骤S2中的当前历元粗伪距M和/计算 当前历元粗伪距线性组合值/^::
[0012] S6、根据伪距计算模式PRMode，对当前历元粗伪距线性组合值进行电离层补偿， 得到当前历元电离层补偿后伪距
[0013] S7、由步骤S1中获取的载波相位#_S1和，计算当前历元载波相位线性组合值 ψρ ?
[0014] S8、由当前历元载波相位线性组合值和上次历元载波相位线性组合值化1，计 算当前历元伪距增量Ph
[0015] S9、由当前历元电离层补偿后伪距/^、当前历元伪距增量上次历元平滑伪距 pf1和平滑系数M，计算得到当前历元平滑伪距4 ;
[0016] S10、用当前历元平滑伪距/4构造测量方程，解算接收机的定位结果。
[0017] 与现有技术相比，本发明提供的上述技术方案至少具有以下有益效果：
[0018] 1)对双频点B1I和B2I下的码相位#_S1和W 计算得到的当前历元粗伪距 和进行线性组合，同时还对双频点下的载波相位4 m和&进行线性组合，提高了 粗伪距和载波相位的可靠性，进而改进了最终定位伪距，使利用伪距解算定位结果的测量 方程更加稳定和准确，最终提高了接收机定位结果的稳定性和精度；
[0019] 2)在双频点B1I和B2I下，对当前历元粗伪距和的当前历元粗伪距线性 组合值进行模式切换的双频电离层延时补偿，充分利用了不同环境下的伪距，在精确消 除电离层延时的同时保证了伪距的连续稳定，进而改进了最终定位伪距，使利用伪距解算 定位结果的测量方程更加稳定，最终使定位结果更加稳定；
[0020] 3)用线性组合的载波相位平滑了电离层补偿后的伪距，使电离层补偿后伪距更加 精准，进而改进了最终定位伪距，最终利用改善后的伪距构造出的测量方程解算出精准的 定位结果；
[0021] 4)用噪声方差动态调整伪距平滑系数，避免了固定值在不同环境下的不适应，使 平滑后伪距更加平滑，进而改进了最终定位伪距，利用改善的伪距构造测量方程最终提高 了定位结果的稳定性；
[0022] 5)根据噪声方差，切换伪距模式，将单频伪距和双频伪距结合使用，在排除噪声较 大的信号同时保证高效利用伪距，利用改善的伪距通过构造测量方程最终解算出高精度的 定位结果。
[0023]本发明的上述技术方案具有实现简单，计算量小，仅仅采用加法而无需复杂的乘 法和除法运算，而且具有性能优异、可靠性强的优点。
【附图说明】
[0024]图1是本发明具体实施例提供的提高北斗二代民用双频定位接收机的定位精度的 方法的流程图；
[0025]图2是信号强度-150dBm时，平滑前伪距与平滑后伪距方差；
[0026]图3是信号强度-150dBm时，双频传统方法伪距与双频线性组合伪距方差；
[0027]图4是信号强度_150dBm时，双频传统定位方法误差与双频线性组合定位误差。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和优选的实施方式对本发明作进一步说明。
[0029]本发明的【具体实施方式】提供了一种提高北斗二代民用双频定位接收机的定位精 度的方法，本实施方式中采用的系统参数定义如下表1所示：
[0030]表1北斗民用双频点系统参数
[0032] 参考图1，本方法包括以下步骤S1~S10:
[0033] S1、实时获取跟踪模块输出的B1I和B2I频点的码相位和,以及载波相位 U 口
[0034] S2、由码相位政和< κ，分别计算当前历元粗伪距g j和
[0035] S3、根据设备热噪声的等效测距误差，分别评估B1I和B2I频点的噪声方差和