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专利号: 2019110868460
申请人: 厦门理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,利用北斗导航卫星系统中三频观测数据,根据电离层误差、伪距及组合载波观测噪声影响最小为原则,选择超宽巷模糊度解算最优的组合观测量,并基于四舍五入取整法单历元固定超宽巷模糊度;

步骤2,根据固定的整周模糊度估计电离层误差初值,并通过Hatch滤波进一步优化电离层误差;

步骤3,基于电离层误差、载波组合观测噪声综合影响最小为条件,构建定位估计误差最小的最优宽巷组合观测量,并对该观测量进行电离层误差修正,实现长距离实时分米级定位。

2.如权利要求1所述的长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于:所述步骤1中,根据下式:以电离层误差 伪距噪声 及组合载波观测噪声 之和总误差最小为原则,构造两个超宽巷组合观测量:①i=0,j=-1,k=1,对应观测量Φ(0,-1,1),波长为

4.48m;②i=1,j=4,k=-5,对应观测量Φ(1,4,-5),波长为6.37m;

其中, 为卫星间、接收机间差分算子;i、j、k为任意整数, 为组合观测量模糊度,λ(i,j,k)为组合观测量波长; 为双差载波相位组合观测量, 为双差伪距观测量;αI(i,j,k)为电离层误差影响系数。

3.如权利要求2所述的长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于:电离层误差影响系数αI(i,j,k)的计算公式是:其中,f1、f2、f3分别为北斗三个载波频率。

4.如权利要求2所述的长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于:所述步骤1中,基于四舍五入取整法单历元固定超宽巷模糊度 的方法是:

其中,[]代表四舍五入算子,λ(0,-1,1)、λ(1,4,-5)分别为对应观测量Φ(0,-1,1)、Φ(1,4,-

5)的波长, 分别为对应观测量Φ(0,-1,1)、Φ(1,4,-5)的双差载波相位组合观测量, 为双差伪距观测量。

5.如权利要求2所述的长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于:所述步骤2中,根据下式估计电离层误差初值,得到t时刻双差电离层误差估计值其中,λ(0,-1,1)、λ(1,4,-5)分别为对应观测量Φ(0,-1,1)、Φ(1,4,-5)的波长,分别为对应观测量Φ(0,-1,1)、Φ(1,4,-5)的双差载波相位组合观测量,分别为对应观测量Φ(0,-1,1)、Φ(1,4,-5)的模糊度,αI(0,-1,1)、αI(1,4,-5)分别为对应观测量Φ(0,-1,1)、Φ(1,4,-5)的电离层误差影响系数。

6.如权利要求5所述的长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于:所述步骤2中,通过Hatch滤波进一步优化电离层误差的具体过程是:对于B1、B2基础载波观测量,对应波长为λ1,λ2,认为是Φ(1,0,0)、Φ(0,1,0)两种特殊组合,得到t时刻电离层误差 为:式中, 整周模糊度 为未知常数,将上式每秒历元间求差,

从而消除整周模糊度,得到电离层误差历元间变化量:

进一步取加权因子w=1/i,i为观测历元数,通过Hatch滤波平滑得t时刻的平滑值为:

7.如权利要求1所述的长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于:所述步骤3中,基于电离层误差、载波组合观测噪声综合影响最小为条件,构建定位估计误差最小的最优宽巷组合观测量的具体方法是:根据下式估计定位总误差σsum:

式中, 为电离层误差经Hatch滤波后的残余误差; 为载波双差观测噪声误差;αI(i,j,k)为电离层误差影响系数,βε(i,j,k)为观测噪声影响系数;

以满足i+j+k=0及 作为定位最优组合观测量为选择条件,采用遍历寻优方法,最终优选出定位估计误差最小的最优宽巷组合观测量。

8.如权利要求7所述的长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于:设优选出定位估计误差最小的最优宽巷组合观测量Φ(-14,10,4),即,i=-14,j=10,k=4,该观测量对应的相对定位基本方程表示为:式中,B=[ΔlΔmΔnΔMF(EA)-ΔMF(EB)],Δ为卫星间求差,l,m,n分别为各方向线性化系数,EA、EB分别为A、B站点对应的卫星高度角; 为接收机与卫星近似几何距离,为观测量Φ(-14,10,4)对应模糊度;电离层误差 采用上述Hatch滤波平滑值 待估计参数X中包含待求位置参数,根据最小二乘方法解方程,即实现实时分米级定位。

9.如权利要求7所述的单个基准站长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法,其特征在于:观测噪声影响系数βε(i,j,k)的计算公式是:其中,i、j、k为任意整数,f1、f2、f3分别为北斗三个载波频率。