一种卫星导航定位整周模糊度有效性检验方法与流程

本发明属于卫星导航定位领域，具体是一种卫星导航定位整周模糊度有效性检验方法。

背景技术：

在卫星定位中，相比于测码观测值，利用载波相位观测值进行定位能得到更高的定位精度。相比于测码伪距观测方程，载波相位观测方程增加了一个整周模糊度参数。如何能求得模糊度参数的准确解是高精度定位的关键。如何确定计算得到的模糊度解是否为正确的模糊度参数就需要进行整周模糊度的有效性检验。它不仅影响模糊度解的可靠性，同时也会影响模糊度固定的时间。

2003年，teunissen教授在整数估计方法类的基础上提出了整数孔径估计方法。规整域是以整周模糊度组合为中心的孔径。规整域不再是无缝的，对应的估计方法有3种：成功/失败/无法固定。

但在实际中，可能存在失败率满足要求，但最佳整周模糊度候选组合与次最佳整周模糊度候选组合的残差平方和与浮点解都十分接近的情况，距离十分接近时，理论上二者的成功率和应几乎相等，两者的失败率均应在50％左右。这和整数孔径估计法计算得到的失败率相差甚远，两者存在矛盾。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种新的卫星导航定位整周模糊度有效性检验方法，有效避免了整数孔径估计法中存在失败率计算结果与实际不符合的问题，可以对整周模糊度整数解进行准确的有效性检验。

本发明采用下面的技术方案：

一种卫星导航定位整周模糊度有效性检验方法，包括：

构建载波相位观测方程和误差方程，计算得到整周模糊度浮点解，采用搜索方法得到整周模糊度整数解的候选组合，以所述整周模糊度整数解的候选组合为中心，构建面积相同的w个区域，所述整周模糊度浮点解一一落入每个区域中，所述区域面积小于设定值；采用所述整周模糊度浮点解与整周模糊度整数解的候选组合之间的相对位置函数进行有效性检验。

进一步的，载波相位观测方程为：ax+bn＝l，q为方差协方差矩阵，

方差-协方差矩阵q为为整周模糊度浮点解。

进一步的，所述整周模糊度浮点解与整周模糊度整数解的候选组合之间的相对位置函数表示为：为正确模糊度，为其他整数点，表示整周模糊度浮点解与其他整数点在模糊度空间内的相对位置，即模糊度残差向量；n为整周模糊度空间的维数。

进一步的，采用所述整周模糊度浮点解与整周模糊度整数解的候选组合之间的相对位置函数对进行有效性检验的具体方法为：令事件a表示整周模糊度浮点解落在任何一个区域,事件b表示整周模糊度浮点解落在整周模糊度整数解的候选组合所在的区域，事件c表示整周模糊度浮点解落在其它区域，则p(b)＝f1s，则整周模糊度整数解候选组合的成功率应为：

失败率为：

其中，f为整周模糊度浮点解与整周模糊度整数解的候选组合之间的相对位置函数，s为所述区域的面积。

进一步的，取有限项计算所述整周模糊度整数解候选组合的成功率与失败率。

进一步的，利用残差平方和最小求解观测方程的未知参数。

进一步的，所述搜索方法为lambda法。

本发明的有益效果：

本发明提出的卫星导航定位整周模糊度有效性检验方法以整周模糊度整数解的候选组合为中心，构建大小相同无穷小的区域，浮点解一一落入每个区域中，采用浮点解与整周模糊度参数的候选组合之间的相对位置函数进行有效性检验，有效避免了整数孔径估计法中存在失败率计算结果与实际不符合的问题，可以对整周模糊度整数解候选组合进行准确的有效性检验。

附图说明

图1本发明方法流程图；

图2本发明整周模糊度浮点解可能位置示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明是一种卫星导航定位整周模糊度有效性检验方法，如图1所示：首先构建载波相位观测方程和误差方程，计算得到整周模糊度浮点解，采用搜索方法得到整周模糊度整数解的候选组合，以所述整周模糊度整数解的候选组合为中心，构建面积相同的w个区域，所述浮点解一一落入每个区域中，所述区域面积小于设定值；采用所述整周模糊度浮点解与整周模糊度整数解的候选组合之间的相对位置函数进行有效性检验。

由观测方程ax+bn＝l,q为方差协方差矩阵，得：

对应的方差-协方差矩阵为为浮点解，满足令表示与在模糊度空间内的相对位置，即模糊度残差向量。

这里j表示的是卫星的个数。

上述值并不是整数，都是实数，它被称作为整周模糊度浮点解，用表示。根据整周模糊度浮点解，利用lambda方法等其他模糊度固定方法将实数的n固定为整数n(整数n可能由很多组，我们取最优的一组作为最优解，并输出出来)，这一组整数的n为整周模糊度整数解的候选组合，也称为固定解。

以二维的模糊度空间为例,如图2所示。为正确模糊度，用五角星表示，为其他整数点，用三角星表示。由于未知，是随机的，所以整数解可能为任意的相应的，浮点解可能为任意的用四角星表示。即整周模糊度浮点解应为模糊度空间内的无穷四角星点之一。为正确模糊度的概率问题就变成了整周模糊度浮点解为点的概率问题。

以点为中心，构建大小相同无穷小的区域，其大小记为s。由于这些区域足够小，区域内每一点的概率密度值可认为处处相等，都等于中心处的概率密度值fi，它是浮点解相对于正确模糊度解的位置的函数，即(计算时，可令其中函数n为模糊度的维数)，对应每一个小区域的概率应为pi＝fis。令事件a表示浮点解落在任何一个小区域,事件b表示浮点解落在所在的小区域，事件c表示浮点解落在其它小区域，则p(b)＝f1s，则模糊度解的成功率应为

，失败率应为：

本实施例实际计算中，应取有限项计算所述整周模糊度整数解候选组合的成功率与失败率，可根据实际需要通过不等式进行控制。

本实施例可以根据残差平方和最小来求解观测方程未知参数值。

本实施例中的搜索方法为lambda法。

本发明提出的卫星导航定位整周模糊度有效性检验方法以整周模糊度参数的候选组合为中心，构建面积相同的w个区域，所述整周模糊度参数的候选组合对应得浮点解一一落入每个区域中，所述区域面积小于设定值；采用所述浮点解与整周模糊度参数的候选组合之间的相对位置函数进行有效性检验。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。