一种航空重力测量GPS后处理方法与流程

文档序号:12457229阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种航空重力测量GPS后处理方法,其特征在于,步骤如下:

(1)读取基站观测文件、机载GPS观测文件、广播星历文件或下载精密星历文件;

(2)利用星历文件或精密星历文件计算GPS卫星在WGS-84坐标系下的历元、位置、速度等状态参数;

(3)由于卫星广播星历文件每小时更新一次,精密星历文件15分钟更新一次,而GPS接收机0.5s或1s观测一次,因此将上述的卫星结算结果采用插值方法计算与观测文件历元序列(时间序列)一致的卫星运行的轨道参数,按卫星编号输出与观测数据的历元序列(时间序列)一致的独立文件或数据表;

(4)地面的GPS基站位置为已知数,计算不同历元与观测得GPS卫星之间的空间几何关系,即卫星与基站之间的距离、方位角和高度角,因为高度角小于20°的卫星计算误差较大,故舍弃观测的高度角小于20°的卫星;

(5)若观测的卫星数目不少于4颗时,可利用机载GPS动态接收机观测文件的伪距、相位、多普勒频移等观测量计算飞机时间、位置、速度和加速度(10维状态向量),采用相位计算飞机位置时,需要计算整周模糊度,其计算方法可采用最小二乘法,即GPS单点计算方法;或者

(6)对地面GPS基站和机载GPS动态接收机的同一历元观测的同一卫星的伪距、相位和多普勒频移做差分处理,即单差分处理;在单差分基础上,观测的不同卫星进行再次差分处理,即双差分处理;同样采用最小二乘法计算GPS动态接收机的时间、位置、速度和加速度(10维状态向量);

(7)由于GPS接收机天线的相位中心和重力传感器重心并不一致,需将GPS天线的位置归一到重力测量仪中心位置,即偏心改正处理;

(8)应用数值计算方法高精度获得飞机“真实”飞行姿态参数,方法包括滤波器、最优估计方法的应用、数值信息处理方法等。

2.根据权利要求 1所述的一种航空重力测量GPS后处理方法及系统,其特征在于可利用GPS接收机的授时信号进行不同传感器之间的时间同步。

3.根据权利要求 1所述的一种航空重力测量GPS后处理方法及系统,其特征在于飞机起飞前需要静态测量不少于15分钟,从而获取GPS相位测量的整周模糊度。

4.根据权利要求 1所述的一种航空重力测量GPS后处理方法及系统,其特征在于GPS子系统包括机载GPS动态接收机和地面GPS基站接收机两部分,距离一般小于10km,其中地面GPS接收机为基站,即固定位置静态测量;机载GPS接收机为动态测量,测量频率为1Hz或10Hz,即1s或0.1s测量一次数据。

5.根据权利要求 1所述的一种航空重力测量GPS后处理方法及系统,其特征在于通过对GPS测量的原始资料后处理解算,获得飞机飞行十维状态向量参数,即GPS时间、位置、速度和速度等飞行姿态参数,特别是利用GPS后处理技术使得航空重力测量总加速度中分离出飞机运动等因素产生的扰动加速度。

6.根据权利要求 1所述的一种航空重力测量GPS后处理方法及系统,其特征在于采用GPS时间、位置、速度和速度等飞行姿态参数,采用滤波、二维滤波、最小二乘法和卡尔曼等数值算法高精度解算飞机飞行姿态,从而获得“真实”飞机飞行姿态。

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