CN111538056A - 动态精密单点定位解算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动态精密单点定位解算方法，该方法包括：获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量；构建无电离层组合观测方程；根据无电离层组合观测方程构建最小二乘参数估计模型；根据无电离层组合观测方程采用误差均值互差和误差中值互差构建伪距观测量权矩阵；根据伪距观测量权矩阵构建载波相位观测量权矩阵；根据伪距观测量权矩阵和载波相位观测量权矩阵对最小二乘参数估计模型进行加权处理以构建加权后的最小二乘参数估计模型；根据接收机位置坐标采用加权后的最小二乘参数估计模型进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求以完成动态精密单点定位解算。应用本发明的技术方案能够解决现有技术中动态精密单点定位解算精度低的技术问题。

Description

动态精密单点定位解算方法

技术领域

本发明涉及卫星导航定位解算技术领域，尤其涉及一种动态精密单点定位解算方法。

背景技术

在分米级和厘米级的动态精密单点定位(PPP)中，载波相位观测量的测距精度比伪距观测量的测距精度高，在位置的精确解算中起关键作用。目前，对实时的动态精密单点定位而言，各历元在进行参数解算时只依赖于观测历元前所有的观测信息，且受接收机类型、接收机所处纬度、测试时的卫星分布等因素带来的影响，初始定位阶段的整周模糊度会有明显的收敛过程。若只采用基于载波相位的观测方程，在单个历元的解算中未知数会大于方程个数，方程秩亏。而多历元法方程叠加时，模糊度参数仅靠载波相位观测量则需要较长的收敛时间才能得到正确解。但引入伪距观测方程联立求解未知数时，定位精度要受到伪距观测量测距精度的限制。

针对动态精密单点定位中引入伪距观测量会影响定位精度的问题，目前常用的解决方法有多系统融合、提高精密星历和精密钟差的采样率、引入惯性信息进行辅助等。上述方法虽然在一定程度上改善了卫星的分布情况，减小了观测量噪声，但必须处理好多系统精密星历和钟差的解算问题，且受制于卫星分布的实时变化或外界的惯性辅助信息，导致定位精度低。

发明内容

本发明提供了一种动态精密单点定位解算方法，能够解决现有技术中动态精密单点定位解算精度低的技术问题。

本发明提供了一种动态精密单点定位解算方法，该动态精密单点定位解算方法包括：获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量；根据卫星双频伪距观测量和载波相位观测量构建无电离层组合观测方程以消除卫星双频伪距观测量和载波相位观测量中的电离层延迟误差；根据无电离层组合观测方程构建最小二乘参数估计模型；根据无电离层组合观测方程采用误差均值互差和误差中值互差构建伪距观测量权矩阵；根据伪距观测量权矩阵构建载波相位观测量权矩阵；根据伪距观测量权矩阵和载波相位观测量权矩阵对最小二乘参数估计模型进行加权处理以构建加权后的最小二乘参数估计模型；根据接收机位置坐标采用加权后的最小二乘参数估计模型进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求以完成动态精密单点定位解算。

进一步地，动态精密单点定位解算方法根据

构建无电离层组合观测方程，其中，P_IF和Φ_IF分别表示伪距的无电离层组合观测量和载波相位的无电离层组合观测量，f₁和f₂分别表示双频中的第1个频率值和第2个频率值，P₁和P₂分别表示接收机到卫星之间在第1个频率上和第2个频率上的伪距观测量，Φ₁和Φ₂分别表示接收机到卫星之间在第1个频率上和第2个频率上的载波相位观测量，ρ表示卫星和接收机之间的真实几何距离，c表示光速，δt_r和δt^s分别表示接收机钟差和卫星钟差，T表示卫星信号路径方向上的对流层延迟，δm表示多路径延迟，

表示伪距的无电离层组合观测量的观测噪声及未被模型化的误差，

表示载波相位的无电离层组合观测量的观测噪声及未被模型化的误差，λ_IF表示组合观测量的波长，

N_IF表示载波相位组合观测量的整周模糊度，N_IF＝f₁N₁-f₂N₂，N₁和N₂分别表示第1个频率上和第2个频率上的整周模糊度。

进一步地，动态精密单点定位解算方法根据ΔX＝(G^TG)^-1G^Tb，

构建最小二乘参数估计模型，其中，Δx_j、Δy_j和Δz_j分别表示第j个历元的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的改正量，j∈{1，2，...，m}，m为整数，Δδt_r表示接收机钟差改正量，ΔN_IFi表示第i颗卫星的模糊度改正量，i∈{1，2，...，n}，n为整数，

和

分别表示第j个历元中由第i颗卫星到接收机之间的真实几何距离得到的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的偏导数，

和

分别表示第i颗卫星的伪距残差和载波相位残差。

进一步地，动态精密单点定位解算方法根据

计算第i颗卫星的伪距残差

和载波相位残差

其中，

和

分别表示由第i颗卫星到接收机之间的真实几何距离得到的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的偏导数，Δx、Δy和Δz分别表示接收机位置坐标在x、y和z方向分量的改正量，P_IFi和Φ_IFi分别表示第i颗卫星伪距的无电离层组合观测量和载波相位的无电离层组合观测量，ρ_i表示第i颗卫星和接收机之间的真实几何距离。

进一步地，动态精密单点定位解算方法根据

构建伪距观测量权矩阵，其中，w_p表示伪距观测量权矩阵，w_pi表示第i颗卫星的伪距权值，

表示n颗卫星的伪距残差均值，

v_mid表示n颗卫星的伪距残差数组

经升序排列后的数组中的中间值。

进一步地，动态精密单点定位解算方法根据w_Φ＝ceil(max(w_Pi))构建载波相位观测量权矩阵，其中，w_Φ表示载波相位观测量权矩阵，max(w_Pi)表示选取伪距观测量权矩阵w_p中的最大的伪距权值，ceil(max(w_Pi))表示对最大的伪距权值max(w_Pi)向上取整。

进一步地，动态精密单点定位解算方法根据ΔX₀＝(G^TWG)^-1G^TWb，

构建加权后的最小二乘参数估计模型，其中，ΔX₀表示加权后的最小二乘参数估计模型。

进一步地，获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量具体包括：获取动态精密单点定位精密星历和精密钟差；卫星接收机捕获跟踪卫星信号；对卫星信号依次进行位同步和帧同步；根据帧同步后的卫星信号提取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量。

进一步地，在根据卫星双频伪距观测量和载波相位观测量构建无电离层组合观测方程之后，动态精密单点定位解算方法还包括将无电离层组合观测方程中除电离层延迟误差之外的其余误差进行模型化并消除。

进一步地，根据接收机位置坐标采用加权后的最小二乘参数估计模型进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求具体包括：根据接收机的位置坐标在x、y和z方向的分量初值、接收机钟差初值和模糊度初值采用加权后的最小二乘参数估计模型对接收机位置坐标进行迭代计算；若迭代次数小于预设迭代次数并且

小于预设定值，则接收机位置坐标满足精度要求；若迭代次数小于预设迭代次数并且

大于或等于预设定值，则返回卫星接收机捕获跟踪卫星信号以对接收机位置坐标进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求。

应用本发明的技术方案，提供了一种动态精密单点定位解算方法，该方法通过采用误差均值互差和误差中值互差构建伪距观测量权矩阵以及构建载波相位观测量权矩阵以对最小二乘参数估计模型进行加权处理，并根据加权后的最小二乘参数估计模型进行接收机位置坐标的迭代计算，不仅可以降低误差较大的伪距观测量权重，抬高载波相位观测量权重，在兼顾方程结构的同时提高定位精度，同时也可以有效防范故障星的漏检，显著降低故障星观测量所占的权重，在故障星漏检时依然保障接收机的定位功能和定位精度。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中动态精密单点定位解算精度低的技术问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的动态精密单点定位解算方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种动态精密单点定位解算方法，该动态精密单点定位解算方法包括：获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量；根据卫星双频伪距观测量和载波相位观测量构建无电离层组合观测方程以消除卫星双频伪距观测量和载波相位观测量中的电离层延迟误差；根据无电离层组合观测方程构建最小二乘参数估计模型；根据无电离层组合观测方程采用误差均值互差和误差中值互差构建伪距观测量权矩阵；根据伪距观测量权矩阵构建载波相位观测量权矩阵；根据伪距观测量权矩阵和载波相位观测量权矩阵对最小二乘参数估计模型进行加权处理以构建加权后的最小二乘参数估计模型；根据接收机位置坐标采用加权后的最小二乘参数估计模型进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求以完成动态精密单点定位解算。

应用此种配置方式，提供了一种动态精密单点定位解算方法，该方法通过采用误差均值互差和误差中值互差构建伪距观测量权矩阵以及构建载波相位观测量权矩阵以对最小二乘参数估计模型进行加权处理，并根据加权后的最小二乘参数估计模型进行接收机位置坐标的迭代计算，不仅可以降低误差较大的伪距观测量权重，抬高载波相位观测量权重，在兼顾方程结构的同时提高定位精度，同时也可以有效防范故障星的漏检，显著降低故障星观测量所占的权重，在故障星漏检时依然保障接收机的定位功能和定位精度。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中动态精密单点定位解算精度低的技术问题。

进一步地，在本发明中，为了实现动态精密单点定位解算，首先获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量。作为本发明的一个具体实施例，采用以下方法获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量：获取动态精密单点定位精密星历和精密钟差；卫星接收机捕获跟踪卫星信号；对卫星信号依次进行位同步和帧同步；根据帧同步后的卫星信号提取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量。在该实施例中，观测量的提取过程中观测量的预处理包括卫星位置计算和周跳探测等。

此外，在本发明中，在获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量之后，根据卫星双频伪距观测量和载波相位观测量构建无电离层组合观测方程以消除卫星双频伪距观测量和载波相位观测量中的电离层延迟误差。

作为本发明的一个具体实施例，动态精密单点定位解算方法根据

构建无电离层组合观测方程，其中，P_IF和Φ_IF分别表示伪距的无电离层组合观测量和载波相位的无电离层组合观测量，f₁和f₂分别表示双频中的第1个频率值和第2个频率值，P₁和P₂分别表示接收机到卫星之间在第1个频率上和第2个频率上的伪距观测量，Φ₁和Φ₂分别表示接收机到卫星之间在第1个频率上和第2个频率上的载波相位观测量，ρ表示卫星和接收机之间的真实几何距离，c表示光速，δt_r和δt^s分别表示接收机钟差和卫星钟差，T表示卫星信号路径方向上的对流层延迟，δm表示多路径延迟，

表示伪距的无电离层组合观测量的观测噪声及未被模型化的误差，

表示载波相位的无电离层组合观测量的观测噪声及未被模型化的误差，λ_IF表示组合观测量的波长，

N_IF表示载波相位组合观测量的整周模糊度，N_IF＝f₁N₁-f₂N₂，N₁和N₂分别表示第1个频率上和第2个频率上的整周模糊度。

进一步地，在本发明中，在构建无电离层组合观测方程之后，动态精密单点定位解算方法还包括将无电离层组合观测方程中除电离层延迟误差之外的其余误差进行模型化并消除。作为本发明的一个具体实施例，除所述电离层延迟误差之外的其余误差还包括对流层误差和潮汐改正误差等等。

此外，在本发明中，在构建无电离层组合观测方程并进行误差消除之后，根据无电离层组合观测方程构建最小二乘参数估计模型。

作为本发明的一个具体实施例，通常对非线性的无电离层组合观测方程进行线性化处理以构建最小二乘参数估计模型。线性化后卫星双频伪距和载波相位无电离层组合观测方程可写为

其中，-I_x、-I_y和-I_z分别为由卫星到接收机之间的真实几何距离得到的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的偏导数，Δx、Δy和Δz分别为接收机位置坐标在x、y和z方向分量的改正量，Δδt_r为接收机钟差改正量，ΔN_IF为卫星的模糊度改正量，V_p和V_Φ分别为卫星的伪距残差和载波相位残差。卫星的伪距残差V_p是卫星到接收机的真实几何距离与实际测得的伪距值之间经误差修正后仍剩余的偏差，载波相位残差V_Φ是卫星到接收机的真实几何距离与实际测得的载波相位值之间经误差修正后仍剩余的偏差。

将上述线性化无电离组合观测方程推广至m个历元同步观测到n颗卫星的情况，则线性化后的观测方程矩阵可写为

其中，Δx_j、Δy_j和Δz_j分别表示第j个历元的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的改正量，j∈{1，2，...，m}，m为整数，Δδt_r表示接收机钟差改正量，ΔN_IFi表示第i颗卫星的模糊度改正量，i∈{1，2，...，n}，n为整数，

和

分别表示第j个历元中由第i颗卫星到接收机之间的真实几何距离得到的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的偏导数，

和

分别表示第i颗卫星的伪距残差和载波相位残差。在该实施例中，可根据

计算第i颗卫星的伪距残差

和载波相位残差

其中，

和

分别表示由第i颗卫星到接收机之间的真实几何距离得到的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的偏导数，P_IFi和Φ_IFi分别表示第i颗卫星伪距的无电离层组合观测量和载波相位的无电离层组合观测量，ρ_i表示第i颗卫星和接收机之间的真实几何距离。

令

则上述m个历元同步观测到n颗卫星的线性化后的观测方程矩阵可写为GΔX＝b，根据最小二乘计算公式，根据上式可构建最小二乘参数估计模型为ΔX＝(G^TG)^-1G^Tb。

进一步地，在本发明中，在构建最小二乘参数估计模型之后，根据无电离层组合观测方程采用误差均值互差和误差中值互差构建伪距观测量权矩阵。

若伪距残差

越大，则只有该颗卫星在定位解算中所占的权重较小，才能有效提高定位精度。作为本发明的一个具体实施例，基于误差均值互差的思想，可构造伪距观测量的权矩阵为：

其中，

表示n颗卫星的伪距残差均值，

实际情况中，残差值有正有负，均值不一定为残差最小值，因此可基于误差中值互差的思想构建另一种权值。与基于误差均值互差的加权最小二乘算法类似，基于误差中值互差的加权最小二乘算法也首先考虑伪距观测量权值，且V_pi依然表示第i颗卫星到接收机的真实几何距离与实际测得的伪距值之间经误差修正后仍剩余的偏差，即伪距残差。

将n颗卫星的伪距残差数组

经升序排列后变为新的数组

令

其中

为对

四舍五入取整，则可得到升序排列后新数组中的中间值v_mid＝v_Pmid，将原数组中

的所有元素依次减去该中间值并取绝对值，可以得到互差后的新数组α＝[α₁，α₂，…α_n]，

通过各颗卫星都与伪距残差中值进行互差的方式，可以消除同一个历元内不同观测量残差之间共有的接收机噪声误差等误差，构造的新残差值为多路径效应误差和其他微小的随机误差。残差中间值意味着该颗卫星的残差值最小，可在定位解算过程中为该颗卫星赋予最大的权重。而α_i越大，则意味着第i颗卫星的多路径效应误差和其他随机误差越大，应减小该颗卫星的权重才能提高定位精度。由这一思想可构造伪距观测量的权矩阵为：

其中，对于中间值α_mid＝0的情况，可采用较优经验权值α_mid＝0.001进行替代。

综合两种权值设置方法，伪距观测量权矩阵可表示为

其中，w_p表示伪距观测量权矩阵，w_pi表示第i颗卫星的伪距权值。

此外，在本发明中，在构建伪距观测量权矩阵之后，根据伪距观测量权矩阵构建载波相位观测量权矩阵。

在精密单点定位中，需要采用伪距与载波相位联合求解，因此也需要为载波相位观测量赋权值。载波相位观测量的精度优于伪距观测量精度，提高载波相位观测量在定位解算中的权重也可以提高定位精度。在伪距观测量权矩阵中选取最大的伪距权值，并使所有卫星的载波相位权值均大于该伪距权值并等权，即可构造载波相位观测量的权值。

作为本发明的一个具体实施例，动态精密单点定位解算方法可根据w_Φ＝ceil(max(w_Pi))构建载波相位观测量权矩阵，其中，w_Φ表示载波相位观测量权矩阵，max(w_Pi)表示选取伪距观测量权矩阵w_p中的最大的伪距权值，ceil(max(w_Pi))表示对最大的伪距权值max(w_Pi)向上取整。

进一步地，在本发明中，在构建载波相位观测量权矩阵之后，根据伪距观测量权矩阵和载波相位观测量权矩阵对最小二乘参数估计模型进行加权处理以构建加权后的最小二乘参数估计模型。

作为本发明的一个具体实施例，根据上述获取的伪距观测量权矩阵和载波相位观测量权矩阵可将最小二乘定位解算中的权矩阵设置为

进一步按照加权最小二乘原理即可得到加权后的最小二乘参数估计模型ΔX₀＝(G^TWG)^-1G^TWb。

此外，在本发明中，在获取加权后的最小二乘参数估计模型之后，根据接收机位置坐标采用加权后的最小二乘参数估计模型进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求。

作为本发明的一个具体实施例，根据接收机位置坐标采用加权后的最小二乘参数估计模型进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求具体包括：根据接收机的位置坐标在x、y和z方向的分量初值、接收机钟差初值和模糊度初值采用加权后的最小二乘参数估计模型对接收机位置坐标进行迭代计算；若迭代次数小于预设迭代次数并且

小于预设定值，则接收机位置坐标满足精度要求；若迭代次数小于预设迭代次数并且

大于或等于预设定值，则返回卫星接收机捕获跟踪卫星信号以对接收机位置坐标进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求。在该实施例中，预设迭代次数和预设定值value_预设可根据对接收机位置坐标的精度要求进行设置，例如预设迭代次数可设置为10次，预设定值value_预设可设置为0.01。

本发明结合了伪距和载波相位分别定权的模型思想和单频伪距单点定位中的伪距定权方法，提出引入基于误差均值互差和基于误差中值互差的加权最小二乘方法，不仅可以降低误差较大的伪距观测量权重，抬高载波相位观测量的权重，在兼顾方程结构的同时提高定位精度，同时也可以有效防范故障星的漏检，显著降低故障星观测量所占的权重，在故障星漏检时依然保障接收机的定位功能和定位精度。

与传统方法相比，改进的定位算法对定位精度有改善作用，且这种改善作用在出现故障星漏检的情况下更为明显，采用本发明的改进方法可得到精度较高的接收机定位结果，在水平方向上的精度较未改进算法有分米级的提高，在高程方向上有米级的提高，较未加权时有分米级和米级精度的提高并能够更快将动态精密单点定位收敛到分米级精度。当故障星漏检，存在未被剔除的故障星时，未进行改进的最小二乘算法会因存在有问题的观测量而使定位精度出现瞬时恶化，而改进算法则不会受到影响。此外，本发明的解算方法应用简单，无复杂或运算量巨大的算式，易于工程实现。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1对本发明的动态精密单点定位解算方法进行详细说明。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种动态精密单点定位解算方法，该动态精密单点定位解算方法具体包括以下步骤。

步骤一，获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量。

步骤二，根据

构建无电离层组合观测方程。

步骤三，根据ΔX＝(G^TG)^-1G^Tb，

构建最小二乘参数估计模型。

步骤四，根据

构建伪距观测量权矩阵。

步骤五，根据w_Φ＝ceil(max(w_Pi))构建载波相位观测量权矩阵。

步骤六，根据ΔX₀＝(G^TWG)^-1G^TWb，

构建加权后的最小二乘参数估计模型。

步骤七，根据接收机的位置坐标在x、y和z方向的分量初值、接收机钟差初值和模糊度初值采用加权后的最小二乘参数估计模型对接收机位置坐标进行迭代计算；若迭代次数小于预设迭代次数并且

小于预设定值，则接收机位置坐标满足精度要求；若迭代次数小于预设迭代次数并且

大于或等于预设定值，则返回卫星接收机捕获跟踪卫星信号以对接收机位置坐标进行迭代计算直至接收机位置坐标满足精度要求。

综上所述，本发明提供了一种动态精密单点定位解算方法，该方法通过采用误差均值互差和误差中值互差构建伪距观测量权矩阵以及构建载波相位观测量权矩阵以对最小二乘参数估计模型进行加权处理，并根据加权后的最小二乘参数估计模型进行接收机位置坐标的迭代计算，不仅可以降低误差较大的伪距观测量权重，抬高载波相位观测量权重，在兼顾方程结构的同时提高定位精度，同时也可以有效防范故障星的漏检，显著降低故障星观测量所占的权重，在故障星漏检时依然保障接收机的定位功能和定位精度。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中动态精密单点定位解算精度低的技术问题。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在......之上”、“在......上方”、“在......上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在......上方”可以包括“在......上方”和“在......下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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

Claims (10)

1.一种动态精密单点定位解算方法，其特征在于，所述动态精密单点定位解算方法包括：

获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量；

根据所述卫星双频伪距观测量和所述载波相位观测量构建无电离层组合观测方程以消除所述卫星双频伪距观测量和载波相位观测量中的电离层延迟误差；

根据所述无电离层组合观测方程构建最小二乘参数估计模型；

根据所述无电离层组合观测方程采用误差均值互差和误差中值互差构建伪距观测量权矩阵；

根据所述伪距观测量权矩阵构建载波相位观测量权矩阵；

根据所述伪距观测量权矩阵和所述载波相位观测量权矩阵对所述最小二乘参数估计模型进行加权处理以构建加权后的最小二乘参数估计模型；

根据接收机位置坐标采用所述加权后的最小二乘参数估计模型进行迭代计算直至所述接收机位置坐标满足精度要求以完成所述动态精密单点定位解算。

2.根据权利要求1所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，所述动态精密单点定位解算方法根据

构建所述无电离层组合观测方程，其中，P_IF和Φ_IF分别表示伪距的无电离层组合观测量和载波相位的无电离层组合观测量，f₁和f₂分别表示双频中的第1个频率值和第2个频率值，P₁和P₂分别表示接收机到卫星之间在第1个频率上和第2个频率上的伪距观测量，Φ₁和Φ₂分别表示接收机到卫星之间在第1个频率上和第2个频率上的载波相位观测量，ρ表示卫星和接收机之间的真实几何距离，c表示光速，δt_r和δt^s分别表示接收机钟差和卫星钟差，T表示卫星信号路径方向上的对流层延迟，δm表示多路径延迟，

表示伪距的无电离层组合观测量的观测噪声及未被模型化的误差，

表示载波相位的无电离层组合观测量的观测噪声及未被模型化的误差，λ_IF表示组合观测量的波长，

N_IF表示载波相位组合观测量的整周模糊度，N_IF＝f₁N₁-f₂N₂，N₁和N₂分别表示第1个频率上和第2个频率上的整周模糊度。

3.根据权利要求1所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，所述动态精密单点定位解算方法根据ΔX＝(G^TG)^-1G^Tb，

构建最小二乘参数估计模型，其中，Δx_j、Δy_j和Δz_j分别表示第j个历元的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的改正量，j∈{1,2,...,m}，m为整数，Δδt_r表示接收机钟差改正量，ΔN_IFi表示第i颗卫星的模糊度改正量，i∈{1,2,...,n}，n为整数，

和

分别表示第j个历元中由第i颗卫星到接收机之间的真实几何距离得到的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的偏导数，

和

分别表示第i颗卫星的伪距残差和载波相位残差。

4.根据权利要求3所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，所述动态精密单点定位解算方法根据

计算第i颗卫星的伪距残差

和载波相位残差

其中，

和

分别表示由第i颗卫星到接收机之间的真实几何距离得到的接收机位置坐标在x、y和z方向分量的偏导数，Δx、Δy和Δz分别表示接收机位置坐标在x、y和z方向分量的改正量，P_IFi和Φ_IFi分别表示第i颗卫星伪距的无电离层组合观测量和载波相位的无电离层组合观测量，ρ_i表示第i颗卫星和接收机之间的真实几何距离。

5.根据权利要求1所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，所述动态精密单点定位解算方法根据

构建伪距观测量权矩阵，其中，w_p表示所述伪距观测量权矩阵，w_pi表示第i颗卫星的伪距权值，

表示n颗卫星的伪距残差均值，

v_mid表示n颗卫星的伪距残差数组

经升序排列后的数组中的中间值。

6.根据权利要求5所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，所述动态精密单点定位解算方法根据

构建所述载波相位观测量权矩阵，其中，w_Φ表示所述载波相位观测量权矩阵，

表示选取所述伪距观测量权矩阵w_p中的最大的伪距权值，

表示对所述最大的伪距权值

向上取整。

7.根据权利要求6所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，所述动态精密单点定位解算方法根据ΔX₀＝(G^TWG)^-1G^TWb，

构建加权后的最小二乘参数估计模型，其中，ΔX₀表示所述加权后的最小二乘参数估计模型。

8.根据权利要求1所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，获取卫星双频伪距观测量和载波相位观测量具体包括：获取动态精密单点定位精密星历和精密钟差；卫星接收机捕获跟踪卫星信号；对所述卫星信号依次进行位同步和帧同步；根据所述帧同步后的卫星信号提取所述卫星双频伪距观测量和所述载波相位观测量。

9.根据权利要求1所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，在根据所述卫星双频伪距观测量和所述载波相位观测量构建无电离层组合观测方程之后，所述动态精密单点定位解算方法还包括将所述无电离层组合观测方程中除所述电离层延迟误差之外的其余误差进行模型化并消除。

10.根据权利要求8所述的动态精密单点定位解算方法，其特征在于，根据接收机位置坐标采用所述加权后的最小二乘参数估计模型进行迭代计算直至所述接收机位置坐标满足精度要求具体包括：根据所述接收机的位置坐标在x、y和z方向的分量初值、接收机钟差初值和模糊度初值采用所述加权后的最小二乘参数估计模型对所述接收机位置坐标进行迭代计算；若迭代次数小于预设迭代次数并且

小于预设定值，则所述接收机位置坐标满足精度要求；若所述迭代次数小于预设迭代次数并且

大于或等于预设定值，则返回卫星接收机捕获跟踪卫星信号以对所述接收机位置坐标进行迭代计算直至所述接收机位置坐标满足精度要求。

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