CN104237918B - 卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法 - Google Patents

卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法，确定整周模糊度包括：S301：计算F‑Ratio检验的F值和W‑Ratio检验的W值，包括：（1）计算F‑Ratio检验的F值，（2）计算W‑Ratio检验的W值，其中， 式中，为模糊度的浮点解，为模糊度的方差‑协方差矩阵，为搜索出的均方残差最小的整数模糊度值，为次小的整数模糊度值，L为双差观测量，P为权矩阵，A为方向矩阵，为伪距差分解，m为双差观测量的维数；S302：将计算出的F与W值跟它们相应的门限进行对比，从而判断模糊度的有效性。本发明可有效抑制由于模型内外误差所带来的模糊度误判和漏判，可有效提高模糊度解算成功率并缩短模糊度固定时间，有助于系统取得高精度定位、定向结果。

Description

卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法
技术领域
本发明涉及一种卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法。
背景技术
随着科学技术的发展，卫星导航的应用也越来越广泛。在卫星导航系统中，我们通常能从卫星信号中取得两种基本的观测量，它们就是伪距和载波相位，载波相位观测量要比伪距精确的多，因而它们是高精度定位、定向的基本方法。然而，载波相位测量中存在着模糊度，模糊度是一个未知的固定的先念值。而整周模糊度一旦固定，载波相位就能作为没有模糊度的精确的伪距测量，因而模糊度的解算和确定成为高精度定位、定向中一个至关重要的方面。
模糊度解算通常分为三步：1）模糊度的初始化，即模糊度的浮点解；2）模糊度搜索；3）模糊度的确定。因此，正确的确定整周模糊度是取得高精度定位、定向结果的最后一个把关的关键环节。而现有技术中，广泛使用的F-Ratio检验主要依赖于初始模糊度的精度，只能探测观测方程内部的误差，不能探测观测方程外部的模型误差，对模型误差反应不灵敏；当测量中存在没有建模的系统误差时，估计参数的精度不能总是反映它们的精度，因而很有可能得到的最佳模糊度是错误的，而这在高精度定位、定向中是不可容忍的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法，可有效抑制由于模型内外误差所带来的模糊度误判和漏判，同时可有效提高模糊度解算成功率并缩短模糊度固定时间，有助于取得高精度定位、定向结果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法，包括以下步骤：
S1：求解整周模糊度的浮点解及方差-协方差矩阵；
S2：搜索整周模糊度；
S3：确定整周模糊度。
所述的确定整周模糊度的步骤包括以下子步骤：
S301：计算F-Ratio检验的F值和W-Ratio检验的W值，包括：
（1）计算F-Ratio检验的F值，其计算公式为：
其中，为模糊度的浮点解，为模糊度的方差-协方差矩阵，为搜索出的均方残差最小的整数模糊度值，为搜索出的均方残差次小的整数模糊度值；
（2）计算W-Ratio检验的W值，其计算公式为：
其中， 式中，为模糊度的浮点解，为模糊度的方差-协方差矩阵，为搜索出的均方残差最小的整数模糊度值，为搜索出的均方残差次小的整数模糊度值，L为双差观测量，P为权矩阵，A为方向矩阵，为伪距差分解，m为双差观测量的维数；
S302：将计算出的F与W值跟它们相应的门限进行对比，从而判断模糊度的有效性。
本发明的有益效果是：
1）本发明可有效抑制F-Ratio检验不能探测系统的模型误差，并由此产生误判的缺点；
2）本发明可有效抑制W-Ratio检验对外部模型误差反应太灵敏，在实际操作中不易控制的缺点；
3）本发明可有效抑制由于模型内外误差所带来的模糊度误判和漏判，可有效提高模糊度解算成功率并缩短模糊度固定时间，有助于系统取得高精度定位、定向结果。
附图说明
图1为本发明操作流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法，包括以下步骤：
S1：模糊度的初始化，由双差观测方程计算求解整周模糊度的浮点解及方差-协方差矩阵；
S2：搜索整周模糊度，搜索出均方残差最小的整数模糊度值和均方残差次小的整数模糊度值；
S3：确定整周模糊度。
所述的确定整周模糊度的步骤包括以下子步骤：
S301：计算F-Ratio检验的F值和W-Ratio检验的W值，包括：
(1)计算F-Ratio检验的F值，其计算公式为：
其中，为模糊度的浮点解，为模糊度的方差一协方差矩阵，为搜索出的均方残差最小的整数模糊度值，为搜索出的均方残差次小的整数模糊度值；
(2)计算W-Ratio检验的W值，其计算公式为：
其中， 式中，为模糊度的浮点解，为模糊度的方差一协方差矩阵，为搜索出的均方残差最小的整数模糊度值，为搜索出的均方残差次小的整数模糊度值，L为双差观测量，P为权矩阵，A为方向矩阵，为伪距差分解，m为双差观测量的维数；
S302：将计算出的F与W值跟它们相应的门限进行对比，从而判断模糊度的有效性。
首先，F值与门限F1进行对比，如果大于门限F1则继续判断F值是否大于门限F2(F2＞F1)，获得固定解；如果不大于门限F1则直接获得浮点解。
对于W值，首先，W值与门限W1进行对比，如果大于门限W1则继续判断W值是否大于门限W2(W2＞W1)，获得固定解；如果不大于门限W1则直接获得浮点解。

Claims (1)

1.卫星导航中的载波相位整周模糊度的确定方法，有效抑制F-Ratio检验不能探测系统的模型误差，并解决由此产生误判的缺点；同时有效抑制W-Ratio检验对外部模型误差反应太灵敏，解决在实际操作中不易控制的缺点；可有效抑制由于模型内外误差所带来的模糊度误判和漏判，可有效提高模糊度解算成功率并缩短模糊度固定时间，有助于系统取得高精度定位、定向结果；包括以下步骤：
S1：求解整周模糊度的浮点解及方差-协方差矩阵；
S2：搜索整周模糊度；
S3：确定整周模糊度；
其特征在于：确定整周模糊度的步骤包括以下子步骤：
S301：计算F-Ratio检验的F值和W-Ratio检验的W值，包括：
(1)计算F-Ratio检验的F值，其计算公式为：
其中，为模糊度的浮点解，为模糊度的方差-协方差矩阵，为搜索出的均方残差最小的整数模糊度值，为搜索出的均方残差次小的整数模糊度值；
(2)计算W-Ratio检验的W值，其计算公式为：
W = d / S 0 Q d ;
其中， 式中，为模糊度的浮点解，为模糊度的方差-协方差矩阵，为搜索出的均方残差最小的整数模糊度值，为搜索出的均方残差次小的整数模糊度值，L为双差观测量，P为权矩阵，A为方向矩阵，为伪距差分解，m为双差观测量的维数；
S302：将计算出的F与W值跟它们相应的门限进行对比，从而判断模糊度的有效性；
首先，F值与门限F1进行对比，如果大于门限F1则继续判断F值是否大于门限F2，获得固定解；如果不大于门限F1则直接获得浮点解；其中，F2＞F1；
对于W值，首先，W值与门限W1进行对比，如果大于门限W1则继续判断W值是否大于门限W2，获得固定解；如果不大于门限W1则直接获得浮点解；其中W2＞W1。
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