一种gnss载波相位平滑伪距处理方法
【专利摘要】本发明属于全球卫星导航系统(GNSS)【技术领域】，公开了一种GNSS载波相位平滑伪距处理方法。本发明通过对平滑常数的解算，通过当前历元的载波相位、下一历元的粗码伪距和载波相位、元载波相位平滑伪距初始值获取的下一历元外推伪距，计算出下一历元的载波相位平滑伪距值。重复上述过程，实时获取GNSS载波相位平滑伪距值。采用本发明提高了载波相位平滑伪距精度，进而大大提高了GNSS定位精度。
【专利说明】一种GNSS载波相位平滑伪距处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及全球卫星导航系统(GNSS)【技术领域】，尤其涉及一种GNSS载波相位平滑伪距处理方法。
【背景技术】
[0002]全球卫星导航系统GNSS定位原理是:采用接收机观测得到的卫星到接收机的距离观测量，根据已知的卫星位置，采用几何交会法计算接收机的位置。GNSS针对民用用户公开提供的距离观测量为粗码伪距。
[0003]GNSS的粗码伪距误差较大，GNSS接收机输出的粗码伪距测量误差在包括多路径时可达Im~3m左右。相比之下，GNSS载波相位随机误差仅为毫米级，即使包括了多路径效应，随机测量误差也小于lcm。当没有周跳时，理论上载波相位历元间差(转换为距离差)与粗码伪距差应该相等。因此，可以用多历元的载波相位平滑伪距，达到压缩粗码伪距误差的目的，称为载波相位平滑伪距。载波相位平滑伪距是降低粗码伪距误差，提高定位精度，特别是提高差分定位精度的经典手段，广泛应用于差分定位数据处理。
[0004]载波相位平滑伪距原理如下:
[0005]GNSS粗码伪距和载波相位的观测方程可表示为:
P(k) = R{k) + I(k) + C{k) + εΡ (k) I
[0006]= + C(yt) + λΝ + ￡^ (Λ)| (i)
[0007]其中，P表示观测伪距；L表示转换为距离的载波相位，也称载波相位伪距；k表示观测历元；R表示真实几何距离；1表示电离层延迟；N表示载波相位整周数；λ表示载波波长；ε P表示包括多路径在内的粗码伪距测量误差；q表示包括多路径在内的载波相位伪距设备测量误差；C表示公共误差项，包括星历误差、星钟误差、对流层延迟和接收机钟差。
[0008]设相邻历元间无周跳，则将粗码伪距和载波相位伪距分别在历元间求差为
P(k) - P(k-1) = R(k) - R(k-\) + I(k)-1(k-\) + sp (k) — sP(k-1)1
[0009]L(k)-L(k-1) = R(k) - R(k -1) -1{k) + I(k -V) +εφ (k) -s,(k-\)\ (2)
[0010]电离层延迟的时变特性非常缓慢，因此可忽略历元间电离层延迟变化，即认为:
[0011]I(k) (k-1) (3)
[0012]可得:
R(k)-R(k-l) = R(k) - R(k ~\) + ερ (k) (A:-1)1
[0013]L{k)-L(k-\) = R(k)-R{k-\) + s4{k)-s^k-\)\ (4)
[0014]理论上，载波相位历元间差应该与粗码伪距历元间差相等，即:
[0015]R (k)-R (k-1) ^ L (k)-L (k-1) (5)
[0016]因此，根据式(4)可由载波相位历元间差值重建粗码伪距，即
[0017]Hk-\) = P{k)-[L{k)-L{k-\)](6)[0018]由于ε << ε ρ，重建后的粗码伪距误差将被大大压缩。
[0019]假设从k = O历元开始的载波相位观测量持续没有周跳，且令為(O) = P(O)，则根据公式(6)可连续采用后续η个历元的观测量重建k = 0历元的粗码伪距，即
【权利要求】
1.一种GNSS载波相位平滑伪距处理方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、GNSS接收机实时输出粗码伪距和载波相位； 步骤二、由GNSS接收机输出的当前历元的粗码伪距，获得载波相位平滑伪距初始值，所述当前历元为接收机输出的第一个粗码伪距； 步骤三、根据步骤一获得的当前历元粗码伪距和下一历元载波相位，与步骤二获得的载波相位平滑伪距初始值，获取下一历元的外推伪距Pex (k)； 步骤四、获取下一历元的载波相位平滑伪距值Psm(k)
Psm(k) = w(k) XP(k) + [l-w(k)] XPex(k) 其中，w(k)为前历元k的伪距权重，如果平滑常数M值大于历元k，则伪距权重取w (k)=I / k，如果平滑常数M值不大于历元k，则伪距权重取w (k) = I / M；
【文档编号】G01S19/37GK103792558SQ201410015871
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】刘广军, 罗海英, 郭晶, 李强, 刘旭东, 齐巍 申请人:中国人民解放军63921部队