专利名称：一种载波平滑伪距分组平滑方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及全球导航卫星系统(GNSS)的定位技术，更具体地，涉及一种利用载波相位观测量对原始伪距观测量进行平滑的方法和装置。
背景技术：
对于定位精度要求较高的GNSS用户，多路径效应、电离层传播延时和测量噪声是伪距测量和基于伪距定位误差的三个主要来源。多径误差同接收天线的周围环境密切相关，尽管业界开发了多种码跟踪环(也可称为锁码环)多径抑制技术，仍然难以彻底解决城市、山地等严酷环境中的伪距多径误差问题。商用接收机因而普遍采用了载波平滑伪距技术，利用载波观测量，多径和测量噪声远小于伪距观测量，可以减小多径和噪声，满足伪距定位的精度要求，但是输出载波平滑伪距数据速率受制于码跟踪环路的带宽。GNSS原始伪距观测量的表达式如下P= P +d P +c (dt-dT) + Δ Sion, g+ Δ Strop, g+MP+nP(1)载波相位的表达式Φ = P +d P +c (dt-dT) + Δ Sion, ρ+ Δ Strop, ρ+Νφ+Μφ+ηφ(2)Pi = Γ +Ii+Mp i+nP iOi = Γ-Ι +Νφ+Μφ^Πφ (3)其中，A=P i+d P i+c (Clti-ClTi) + Δ Strop iIi = Δ Sion, g i Δ Strop i = Δ Strop, gJ = Δ Strop,(4)载波相位真距P、卫星轨道误差dp、卫星钟差dt、接收机钟差dT和对流层延时 Δ Strap,5与伪距中的对应项相等，电离层延时ASira^fP ASi(m,p大小相等，符号相反。&表示整周模糊，载波相位多径误差Μφ和测量噪声ηΦ的大小远小于伪距观测量Μρ，ηρ。载波平滑伪距(carrier smoothed code,简称CSC，也称为载波相位平滑伪距)算法实质上是一个递归滤波器，逐步增大载波相位观测值的权重而减小原始伪距观测值的权重并保持直到复位，公式如下
_4] Pm = Wp^mPm + W^m [I1 + (ΦΜ - Φ^)](5)其中，Pm表示经载波相位平滑后的合成伪距，？111表示原始伪距观测值，Φω表示载
波相位观测值，Wp,m表示原始伪距观测值的权重，Wtm表示载波相位观测值的权重。其中Wp^m = Wp^l - Μ = Ψφ Μ_, + j(6)K是离散时间常数。初始状态下^ =^ffpa = 1 Woa = 0(7)当m增大并超过K，权重不再变化
权利要求
1.一种载波平滑伪距分组平滑方法，应用于全球导航卫星系统，该方法包括对采样得到的原始伪距观测量序列和载波相位观测量序列进行串并转换，得到的η组子序列分别输出到η个平滑滤波器，每1组子序列包括对应的1个原始伪距观测量子序列和1个载波相位观测量子序列，η^2；每一平滑滤波器对输入的1组子序列并发执行载波平滑伪距算法，输出1个经载波相位平滑后的合成伪距子序列；将η个合成伪距子序列进行并串转换，输出经载波相位平滑后的1个合成伪距序列。
2.如权利要求1所述的载波平滑伪距分组平滑方法，其特征在于η的取值还满足条件F/n小于设定的采样率门限，所述采样率门限的选取应使得原始伪距观测量子序列的噪声样点间不相关，其中，F为原始伪距观测量序列和载波相位观测量序列的采样频率。
3.如权利要求2所述的载波平滑伪距分组平滑方法，其特征在于所述采样率门限小于或等于所述全球导航卫星系统地面接收设备中码跟踪环的带宽。
4.如权利要求1或2或3所述的载波平滑伪距分组平滑方法，其特征在于所述对应的1个原始伪距观测量子序列和1个载波相位观测量子序列，指这两个子序列中的原始伪距观测量和载波相位观测量是在同一组采样点上采样得到的，从而可以使用所述对应的载波相位观测量子序列对所述原始伪距观测量子序列进行载波平滑伪距操作。
5.一种载波平滑伪距分组平滑装置，应用于全球导航卫星系统，其特征在于，包括第一串并转换器、第二串并转换器，η个平滑滤波器和一个并串转换器，η > 2，其中所述第一串并转换器对采样得到的原始伪距观测量序列进行串并转换，得到η个原始伪距观测量子序列，分别输出到η个平滑滤波器；所述第二串并转换器对采样得到的载波相位观测量序列进行串并转换，得到η个载波相位观测量子序列，分别输出到η个平滑滤波器；所述η个平滑滤波器中的每一平滑滤波器对输入的1个原始伪距观测量子序列和1个载波相位观测量子序列并发执行载波平滑伪距算法，输出1个经载波相位平滑后的合成伪距子序列；所述并串转换器对输入的η个合成伪距子序列进行并串转换，输出经载波相位平滑后的1个合成伪距序列。
6.如权利要求5所述的载波平滑伪距分组平滑装置，其特征在于所述η的取值还满足条件F/n小于设定的采样率门限，所述采样率门限的选取应使得原始伪距观测量子序列的噪声样点间不相关，其中，F为原始伪距观测量序列和载波相位观测量序列的采样频率。
7.如权利要求6所述的载波平滑伪距分组平滑装置，其特征在于所述采样率门限小于或等于所述全球导航卫星系统地面接收设备中码跟踪环的带宽。
8.如权利要求1或2或3所述的载波平滑伪距分组平滑装置，其特征在于所述第一串并转换器和第二串并转换器输出到同一个平滑滤波器的1个原始伪距观测量子序列和1个载波相位观测量子序列是对应的，即这两个子序列中的原始伪距观测量和载波相位观测量是在同一组采样点上采样得到的，从而可以使用所述对应的载波相位观测量子序列对所述原始伪距观测量子序列进行载波平滑伪距操作。
全文摘要
一种载波平滑伪距分组平滑方法和装置，用串并转换器对采样得到的原始伪距观测量序列和载波相位观测量序列进行串并转换，得到的n组子序列分别输出到n个平滑滤波器，每1组子序列包括对应的1个原始伪距观测量子序列和1个载波相位观测量子序列，n≥2；每一平滑滤波器对输入的1组子序列并发执行载波平滑伪距算法，输出1个经载波相位平滑后的合成伪距子序列；最后，用并串转换器将n个合成伪距子序列进行并串转换，输出经载波相位平滑后的1个合成伪距序列。本发明可以解决输出频率受限于码跟踪环带宽的问题，以任意输出频率提供平滑后的合成伪距。
文档编号G01S19/37GK102565816SQ20101062054
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者莫钧, 邱剑宁, 韩绍伟 申请人:和芯星通科技(北京)有限公司