CN112444832A - 一种一机多天线接收机的周跳修复方法 - Google Patents

一种一机多天线接收机的周跳修复方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112444832A
CN112444832A CN202011395808.6A CN202011395808A CN112444832A CN 112444832 A CN112444832 A CN 112444832A CN 202011395808 A CN202011395808 A CN 202011395808A CN 112444832 A CN112444832 A CN 112444832A
Authority
CN
China
Prior art keywords
value
carrier
cycle slip
cycle
lane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011395808.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李清泉
刘炎炎
张德津
陈智鹏
余建伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen University
Original Assignee
Shenzhen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen University filed Critical Shenzhen University
Priority to CN202011395808.6A priority Critical patent/CN112444832A/zh
Publication of CN112444832A publication Critical patent/CN112444832A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/37—Hardware or software details of the signal processing chain

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一机多天线接收机的周跳修复方法，所述方法包括：获取码伪距观测值和载波相位观测值；建立站间及历元间差分模型；将双频载波观测值进行宽巷组合；联合伪距观测值通过最小二乘估计法计算宽巷周跳值；利用基于最小二乘估计调整的搜索算法搜索固定宽巷周跳值；分别计算各个载波上的周跳值；根据所述周跳值进行周跳修复。本发明在观测环境较差的情况下，即使某个系统只观测了一颗卫星，也可以进行周跳探测与修复，对某颗卫星进行周跳探测与修复的过程不受其他观测卫星的影响，避免了观测质量较差卫星的污染，从而大大提高了周跳修复的效率及可靠性。

Description

一种一机多天线接收机的周跳修复方法
技术领域
本发明涉及GNSS一机多天线精密变形监测技术领域，尤其涉及一种一机多天线接收机的周跳修复方法。
背景技术
GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。
多系统GNSS能够提供更多的可视卫星、更均匀的卫星空间覆盖率以及更丰富的频率和信号，将进一步提高GNSS的定位精度和可靠性，特别是在城市峡谷、露天矿坑和沟壑等受阻环境中，多系统融合是GNSS定位的发展趋势。相对定位通过组成差分观测值来消除接收机钟差、卫星钟差等公共误差以及消弱对流层延迟、电离层延迟等相关性强的误差影响，是目前GNSS定位中精度最好的一种方法，在大地测量领域扮演了重要的角色，广泛应用于大地测量、精密工程测量、地球动力学研究、精密导航等。
GNSS接收机相对定位也有不足之处，如随着流动站与基准站距离的增加，空间相关误差的相关性严重减弱，导致精度逐渐降低，甚至无法初始化，而且需要两台或两台以上接收机同步观测卫星，作业效率低、成本高，用于高精度变形监测的GNSS设备的昂贵费用，极大地限制了GNSS技术的应用，并且仅用少量的GNSS接收机也无法在监测过程中获得变形体整体的、连续的变形信息。一机多天线接收机的出现，解决了高精度GNSS接收机成本过高的问题，可以使得一台接收机能够连接多个天线并保证信号的完整可靠。整个监测系统的成本将大幅下降，而没有影响到监测系统的精度，而且一机多天线技术已经广泛应用到大坝监测，滑坡监测，桥梁监测等领域。因此，一机多天线接收机的GNSS实时精密定位可以降低GNSS监测系统成本，实现对变形体的连续监测。但是针对于一机多天线接收机进行精密定位，存在如下问题：
一机多天线接收机连接到天线上只进行几个历元的观测，时间间隔为1秒或者5秒，然后切换到下一个天线，这种方式在切转天线开关的过程中，几乎每次切转均会发生周跳。为满足对变形点的实时监测，不仅需要进行准确的探测周跳，还需要实时的修复周跳，因此对于周跳探测与修复的成功率要求较高，难度较大。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种一机多天线接收机的周跳修复方法，旨在解决现有技术中对于周跳探测与修复的成功率要求较高，难度较大的问题；本发明既适应于GNSS一机多天线接收机设备，也适应于普通双频GNSS接收机周跳探测与修复，例如适用于堆石坝外观变形监测的GNSS一机多天线系统周跳修复。
为实现上述目的，本发明提供一种一机多天线接收机的周跳修复方法，所述一机多天线接收机的周跳修复方法包括如下步骤：
获取码伪距观测值和载波相位观测值；
建立站间及历元间差分模型；
将双频载波观测值进行宽巷组合；
联合伪距观测值通过最小二乘估计法计算宽巷周跳值；
利用基于最小二乘估计调整的搜索算法搜索固定宽巷周跳值；
分别计算各个载波上的周跳值；
根据所述周跳值进行周跳修复。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，其中，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于一机多天线接收机的周跳修复程序，所述基于一机多天线接收机的周跳修复程序被所述处理器执行时实现如上所述的一机多天线接收机的周跳修复方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有基于一机多天线接收机的周跳修复程序，所述基于一机多天线接收机的周跳修复程序被处理器执行时实现如上所述的一机多天线接收机的周跳修复方法的步骤。
本发明通过获取码伪距观测值和载波相位观测值；建立站间及历元间差分模型；将双频载波观测值进行宽巷组合；联合伪距观测值通过最小二乘估计法计算宽巷周跳值；利用基于最小二乘估计调整的搜索算法搜索固定宽巷周跳值；分别计算各个载波上的周跳值；根据所述周跳值进行周跳修复。本发明在观测环境较差的情况下，即使某个系统只观测了一颗卫星，也可以进行周跳探测与修复，对某颗卫星进行周跳探测与修复的过程不受其他观测卫星的影响，避免了观测质量较差卫星的污染，从而大大提高了周跳修复的效率及可靠性。
附图说明
图1是本发明一机多天线接收机的周跳修复方法的较佳实施例的流程图；
图2为本发明终端的较佳实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳实施例所述的一机多天线接收机的周跳修复方法，如图1所示，所述一机多天线接收机的周跳修复方法包括以下步骤：
步骤S10、获取码伪距观测值和载波相位观测值；
步骤S20、建立站间及历元间差分模型；
步骤S30、将双频载波观测值进行宽巷组合；
步骤S40、联合伪距观测值通过最小二乘估计法计算宽巷周跳值；
步骤S50、利用基于最小二乘估计调整的搜索算法搜索固定宽巷周跳值；
步骤S60、分别计算各个载波上的周跳值；
步骤S70、根据所述周跳值进行周跳修复。
本发明利用两个测站接收机的RINEX观测值数据（RINEX是一种在GPS测量应用中普遍采用的标准数据格式），通过建立站间及历元间差分模型，将双频载波观测值进行宽巷组合，联合伪距观测值通过最小二乘估计方法计算宽巷周跳值，然后利用LAMBDA算法（LAMBDA算法是一种基于最小二乘估计调整的搜索算法，是当前广泛应用的基于GPS载波相位进行定位，测姿和定向的算法）搜索固定宽巷周跳值，分别计算各个载波上的周跳值，进行周跳修复。本发明既适应于GNSS一机多天线接收机设备，也适应于普通双频GNSS接收机的周跳探测与修复。
本发明具体包括如下步骤：
步骤一：获取第一测站接收机的第一码伪距观测值P1和第一载波相位观测值
Figure 241863DEST_PATH_IMAGE001
，以 及第二测站接收机的第二码伪距观测值P2和第二载波相位观测值
Figure 253944DEST_PATH_IMAGE002
；对于一机多天线接 收机则为其中一个天线的观测数据。
步骤二：获取多系统GNSS双频伪距和载波原始观测方程为：
Figure 768102DEST_PATH_IMAGE003
；（1）
其中，上标s表示GPS卫星；k表示GLONASS卫星；m表示BDS卫星；下标i为载波频率（i=1，2），P表示码伪距观测值，φ表示载波相位观测值，λ为载波波长，ρ为几何距离，c为光速，dt G 为接收机GPS系统时钟钟差，dt R 为GLONASS系统时钟钟差，dt C 为BDS系统时钟钟差，dt s 为GPS卫星钟差，dt k 为GLONASS卫星钟差，dt m 为BDS卫星钟差，T为对流层延迟，I为电离层延迟，N为载波整周模糊度，IFB P 为GLONASS伪距频间偏差，IFB L 为GLONASS载波频间偏差，ε P 为伪距观测值噪声，ε L 为相位观测值噪声。
步骤三：在接收机端，GPS与GLONASS系统钟差之间的关系为：
Figure 756787DEST_PATH_IMAGE004
；（2）
在接收机端，GPS与BDS系统钟差之间的关系为
Figure 367896DEST_PATH_IMAGE005
；（3）
其中，
Figure 659201DEST_PATH_IMAGE006
表示GPS与GLONASS的系统间偏差值，
Figure 519709DEST_PATH_IMAGE007
表示GPS与BDS的系统 间偏差值。
步骤四：将第一测站接收机和第二测站接收机的码伪距观测值和载波相位观测值进行站间差分，得到站间单差伪距和载波方程为：
Figure 453030DEST_PATH_IMAGE008
；（4）
其中，Δ表示站间单差因子。
步骤五：对站间单差伪距和载波方程进行历元间差分，得到站间及历元间差分伪距和载波观测方程为：
Figure 213919DEST_PATH_IMAGE009
；（5）
其中，
Figure 4021DEST_PATH_IMAGE010
为站间及历元间双差因子；
Figure 227192DEST_PATH_IMAGE011
为频率i上GPS卫星的模糊度变化量，
Figure 823258DEST_PATH_IMAGE012
为频率i上GLONASS卫星的模糊度变化量，
Figure 549906DEST_PATH_IMAGE013
为频率i上BDS卫星的模糊度 变化量，三种模糊度变化量表示周跳值，如果历元间不发生周跳，其值为0，如果历元间发生 周跳，则其值为大于1周的整数。
步骤六：
Figure 838805DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 549272DEST_PATH_IMAGE015
在一天中的变化中误差值小于2.5ns，其值稳定，在 历元间差分中，ISB的值均被消除，即
Figure 919335DEST_PATH_IMAGE016
，根据公式（2）和公 式（3），得到：
Figure 31648DEST_PATH_IMAGE017
；（6）。
步骤七：ISB消除后，公式（5）的观测方程中将GPS卫星（上标s）、GLONASS卫星（上标k）和BDS卫星（上标m）统一用上标q表示，q代表三个系统的卫星，站间及历元间差分伪距和载波观测方程重写为：
Figure 163552DEST_PATH_IMAGE018
；（7）
Figure 485949DEST_PATH_IMAGE019
；（8）
建立站间及历元间差分伪距观测方程（7）和载波观测方程（8），消除了卫星钟差、差分系统间偏差及频间偏差，削弱了卫星轨道误差、电离层延迟和对流层延迟的空间相关误差，保持了模型中周跳值的整数特性；同时，建立站间及历元间差分伪距观测方程（7）和载波观测方程（8），将GPS、GLONASS和BDS三个系统融合到一个观测模型中，不需要分别处理各个系统，在卫星严重遮挡的观测环境中很有利。
步骤八：将公式（8）中等式两边同时除以
Figure 33605DEST_PATH_IMAGE020
，然后将双频载波观测值进行宽巷组 合，即将两个频率上的载波观测值进行相减，得到：
Figure 125058DEST_PATH_IMAGE021
；（9）
公式（9）两边同时除以
Figure 365546DEST_PATH_IMAGE022
，联立伪距观测方程（7），得到差分伪距观测方程和 差分宽巷载波观测方程分别为：
Figure 408195DEST_PATH_IMAGE023
；（10）
Figure 759542DEST_PATH_IMAGE024
；（11）
其中，
Figure 971080DEST_PATH_IMAGE025
为两个载波观测量的宽巷组合值，
Figure 116891DEST_PATH_IMAGE026
为宽巷载波波长，
Figure 617142DEST_PATH_IMAGE027
为宽巷组合噪声，
Figure 631235DEST_PATH_IMAGE028
为固定整数宽巷周跳值，即为两个频率上周跳的差值。
将两个频率上的差分载波观测值进行宽巷组合，得到差分宽巷载波观测方程 （11），由于宽巷波长较长，其他误差项的影响相对于宽巷波长可以忽略不计，所以宽巷周跳 值
Figure 572646DEST_PATH_IMAGE029
比较容易固定。
步骤九：通过联立差分伪距观测方程（10）和差分宽巷载波观测方程（11），利用最 小二乘方法估计出宽巷周跳值，并计算宽巷周跳值的方差-协方差矩阵
Figure 440687DEST_PATH_IMAGE031
， 然后利用LAMBDA方法根据浮点宽巷周跳值
Figure 258471DEST_PATH_IMAGE032
及其方差-协方差矩阵
Figure 523230DEST_PATH_IMAGE033
来搜 索固定整数宽巷周跳值
Figure 401056DEST_PATH_IMAGE034
，通过LAMBDA方法固定后，采用ratio-test进行验证， ratio-test表征了浮点解与最优整数向量的接近程度，计算公式为：
Figure 282424DEST_PATH_IMAGE035
；（12）
其中，
Figure 169478DEST_PATH_IMAGE036
为浮点解，
Figure 819902DEST_PATH_IMAGE037
为浮点解的方差协方差矩阵，
Figure 113304DEST_PATH_IMAGE038
为次优整数解，
Figure 481968DEST_PATH_IMAGE039
为最优 整数解，设定阈值为3，当ratio值超过阈值时，即认为宽巷周跳值固定正确。
步骤十：当每颗卫星上的浮点宽巷周跳值被正确计算和搜索固定后，然后逐卫星 将宽巷周跳值代入公式（10），计算几何距离及接收机钟差的和
Figure 739960DEST_PATH_IMAGE041
为：
Figure 366114DEST_PATH_IMAGE043
；（13）
其中，
Figure 815550DEST_PATH_IMAGE044
为固定整数宽巷周跳值；
Figure 654193DEST_PATH_IMAGE045
为宽巷组合噪声，其值较小忽略不 计。
步骤十一：将公式（13）中的
Figure 639728DEST_PATH_IMAGE041
的值代入公式（8），得到：
Figure 905625DEST_PATH_IMAGE047
；（14）
其中，
Figure 576778DEST_PATH_IMAGE048
为载波i上的站间及历元间差分组合噪声，其值较小忽略不计；将公式 （14）中等式右边的
Figure 343745DEST_PATH_IMAGE049
项移到等式左边，两边同时除以
Figure 557689DEST_PATH_IMAGE050
，得到L1载波浮点周跳 值
Figure 119120DEST_PATH_IMAGE051
和L2载波浮点周跳值
Figure 684094DEST_PATH_IMAGE052
的值：
Figure 753288DEST_PATH_IMAGE053
；（15）
其中，
Figure 87317DEST_PATH_IMAGE054
，
Figure 819650DEST_PATH_IMAGE055
为宽巷波长与频率i的波长比，
Figure 199815DEST_PATH_IMAGE056
为组合观测值噪声，其值较小忽略不计；通过公式（15）能分别计算出L1载波浮点周跳值
Figure 918373DEST_PATH_IMAGE057
和L2载波浮点周跳值
Figure 965963DEST_PATH_IMAGE058
的值。
通过式（15）利用差分载波观测值
Figure 541301DEST_PATH_IMAGE059
，差分宽巷载波观测值
Figure 706965DEST_PATH_IMAGE060
及宽巷周 跳值计算L1载波浮点周跳值
Figure 865731DEST_PATH_IMAGE061
和L2载波浮点周跳值
Figure 939866DEST_PATH_IMAGE062
，由于组合载波 噪声较小，可以忽略不计。
步骤十二：求出L1载波浮点周跳值
Figure 966728DEST_PATH_IMAGE063
和L2载波浮点周跳值
Figure 417301DEST_PATH_IMAGE064
的值 后，通过四舍五入得到L1载波整周周跳值
Figure 580429DEST_PATH_IMAGE065
和L2载波上整周周跳值
Figure 527263DEST_PATH_IMAGE066
分别 为：
Figure 166055DEST_PATH_IMAGE067
；（16）
其中，
Figure 30106DEST_PATH_IMAGE068
表示四舍五入。
对所求的L1载波浮点周跳值
Figure 172374DEST_PATH_IMAGE069
和L2载波浮点周跳值
Figure 994837DEST_PATH_IMAGE070
，进行四舍五入， 得到L1载波整周周跳值
Figure 855345DEST_PATH_IMAGE071
和L2载波上整周周跳值
Figure 523087DEST_PATH_IMAGE072
。
本发明的有益效果是：在观测环境较差的情况下，即使某个系统只观测了一颗卫星，也可以进行周跳探测与修复，对某颗卫星进行周跳探测与修复的过程不受其他观测卫星的影响，避免了观测质量较差卫星的污染，从而大大提高了周跳修复的效率及可靠性。
通过整数宽巷周跳值分别固定两个载波上的周跳的过程中，消除了几何距离及接收机钟差变化的影响，仅受到较小观测噪声的影响，可以直接对求得的载波周跳值进行四舍五入，计算的周跳值较为精确可靠。这种方法能分别探测出L1和L2载波上1周及以上的周跳，并且当两个载波上发生相同的周跳时，也可以正确的探测与修复。
进一步地，如图2所示，基于上述一机多天线接收机的周跳修复方法，本发明还相应提供了一种终端，所述终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图2仅示出了终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（SecureDigital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据，例如所述安装终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有基于一机多天线接收机的周跳修复程序40，该基于一机多天线接收机的周跳修复程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中一机多天线接收机的周跳修复方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器（Central Processing Unit,CPU），微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述一机多天线接收机的周跳修复方法等。
所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。所述显示器30用于显示在所述终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述终端的部件10-30通过系统总线相互通信。
在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中基于一机多天线接收机的周跳修复程序40时实现如上一机多天线接收机的周跳修复方法的步骤。
本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有基于一机多天线接收机的周跳修复程序，所述基于一机多天线接收机的周跳修复程序被处理器执行时实现如上所述的一机多天线接收机的周跳修复方法的步骤。
综上所述，本发明提供一种一机多天线接收机的周跳修复方法，所述方法包括：获取码伪距观测值和载波相位观测值；建立站间及历元间差分模型；将双频载波观测值进行宽巷组合；联合伪距观测值通过最小二乘估计法计算宽巷周跳值；利用基于最小二乘估计调整的搜索算法搜索固定宽巷周跳值；分别计算各个载波上的周跳值；根据所述周跳值进行周跳修复。本发明在观测环境较差的情况下，即使某个系统只观测了一颗卫星，也可以进行周跳探测与修复，对某颗卫星进行周跳探测与修复的过程不受其他观测卫星的影响，避免了观测质量较差卫星的污染，从而大大提高了周跳修复的效率及可靠性。
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件（如处理器，控制器等）来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种一机多天线接收机的周跳修复方法，其特征在于，所述一机多天线接收机的周跳修复方法包括：
获取码伪距观测值和载波相位观测值；
建立站间及历元间差分模型；
将双频载波观测值进行宽巷组合；
联合伪距观测值通过最小二乘估计法计算宽巷周跳值；
利用基于最小二乘估计调整的搜索算法搜索固定宽巷周跳值；
分别计算各个载波上的周跳值；
根据所述周跳值进行周跳修复。
2.根据权利要求1所述的一机多天线接收机的周跳修复方法，其特征在于，所述获取码伪距观测值和载波相位观测值，具体包括：
获取第一测站接收机的第一码伪距观测值P1和第一载波相位观测值
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，以及第二测 站接收机的第二码伪距观测值P2和第二载波相位观测值
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
3.根据权利要求2所述的一机多天线接收机的周跳修复方法，其特征在于，所述获取码伪距观测值和载波相位观测值，之后还包括：
获取多系统GNSS双频伪距和载波原始观测方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；（1）
其中，上标s表示GPS卫星；k表示GLONASS卫星；m表示BDS卫星；下标i为载波频率（i=1，2），P表示码伪距观测值，φ表示载波相位观测值，λ为载波波长，ρ为几何距离，c为光速，dt G 为接收机GPS系统时钟钟差，dt R 为GLONASS系统时钟钟差，dt C 为BDS系统时钟钟差，dt s 为GPS卫星钟差，dt k 为GLONASS卫星钟差，dt m 为BDS卫星钟差，T为对流层延迟，I为电离层延迟，N为载波整周模糊度，IFB P 为GLONASS伪距频间偏差，IFB L 为GLONASS载波频间偏差，ε P 为伪距观测值噪声，ε L 为相位观测值噪声。
4.根据权利要求3所述的一机多天线接收机的周跳修复方法，其特征在于，所述获取多系统GNSS双频伪距和载波原始观测方程，之后还包括：
在接收机端，GPS与GLONASS系统钟差之间的关系为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；（2）
在接收机端，GPS与BDS系统钟差之间的关系为
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；（3）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示GPS与GLONASS的系统间偏差值，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示GPS与BDS的系统间偏 差值；
将第一测站接收机和第二测站接收机的码伪距观测值和载波相位观测值进行站间差分，得到站间单差伪距和载波方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；（4）
其中，Δ表示站间单差因子。
5.根据权利要求4所述的一机多天线接收机的周跳修复方法，其特征在于，所述将第一测站接收机和第二测站接收机的码伪距观测值和载波相位观测值进行站间差分，得到站间单差伪距和载波方程，之后还包括：
对站间单差伪距和载波方程进行历元间差分，得到站间及历元间差分伪距和载波观测方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；（5）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为站间及历元间双差因子；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为频率i上GPS卫星的模糊度变化量，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为频率i上GLONASS卫星的模糊度变化量，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为频率i上BDS卫星的模糊度变 化量，三种模糊度变化量表示周跳值，如果历元间不发生周跳，其值为0，如果历元间发生周 跳，则其值为大于1周的整数；
Figure DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure DEST_PATH_IMAGE015
在一天中的变化中误差值小于2.5ns，其值稳定，在历元间差分中， ISB的值均被消除，即
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，根据公式（2）和公式（3），得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；（6）。
6.根据权利要求5所述的一机多天线接收机的周跳修复方法，其特征在于，所述对站间单差伪距和载波方程进行历元间差分，得到站间及历元间差分伪距和载波观测方程，之后还包括：
ISB消除后，公式（5）的观测方程中将GPS卫星（上标s）、GLONASS卫星（上标k）和BDS卫星（上标m）统一用上标q表示，q代表三个系统的卫星，站间及历元间差分伪距和载波观测方程重写为：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
；（7）
Figure DEST_PATH_IMAGE019
；（8）
将公式（8）中等式两边同时除以
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，然后将双频载波观测值进行宽巷组合，即将两个 频率上的载波观测值进行相减，得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
；（9）
公式（9）两边同时除以
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，联立伪距观测方程（7），得到差分伪距观测方程和差 分宽巷载波观测方程分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
；（10）
Figure DEST_PATH_IMAGE024
；（11）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为两个载波观测量的宽巷组合值，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为宽巷载波波长，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为宽巷组合噪声，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为固定整数宽巷周跳值，即为两个频率上周跳的差值。
7.根据权利要求6所述的一机多天线接收机的周跳修复方法，其特征在于，所述得到差分伪距观测方程和差分宽巷载波观测方程，之后还包括：
通过联立差分伪距观测方程（10）和差分宽巷载波观测方程（11），利用最小二乘方法估 计出宽巷周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，并计算宽巷周跳值的方差-协方差矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，然后利用 LAMBDA方法根据浮点宽巷周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE031
及其方差-协方差矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE032
来搜索固定整数 宽巷周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，通过LAMBDA方法固定后，采用ratio-test进行验证，ratio-test表 征了浮点解与最优整数向量的接近程度，计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE034
；（12）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为浮点解，
Figure DEST_PATH_IMAGE036
为浮点解的方差协方差矩阵，为次优整数解，为最优整 数解，设定阈值为3，当ratio值超过阈值时，即认为宽巷周跳值固定正确。
8.根据权利要求7所述的一机多天线接收机的周跳修复方法，其特征在于，所述分别计算各个载波上的周跳值，根据所述周跳值进行周跳修复，具体包括：
当每颗卫星上的浮点宽巷周跳值被正确计算和搜索固定后，然后逐卫星将固定整数宽 巷周跳值代入公式（10），计算几何距离及接收机钟差的和
Figure DEST_PATH_IMAGE040
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE041
；（13）
其中，为固定的整数宽巷周跳值；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为宽巷组合噪声，其值较小忽略 不计；
将公式（13）中的
Figure DEST_PATH_IMAGE043
的值代入公式（8），得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE044
；（14）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为载波i上的站间及历元间差分组合噪声，其值较小忽略不计；将公式 （14）中等式右边的
Figure DEST_PATH_IMAGE046
项移到等式左边，两边同时除以
Figure DEST_PATH_IMAGE047
，得到L1载波浮点周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE048
和L2载波浮点周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE049
的值：
Figure DEST_PATH_IMAGE050
；（15）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE051
，
Figure DEST_PATH_IMAGE052
为宽巷波长与频率i的波长比，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
为组合观测值噪声，其值较小忽略不计；通过公式（15）能分别计算出L1载波浮点周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE054
和L2载波浮点周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE055
的值；
求出L1载波浮点周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE056
和L2载波浮点周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE057
的值后，通过四舍 五入得到L1载波整周周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE058
和L2载波上整周周跳值
Figure DEST_PATH_IMAGE059
分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE060
；（16）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE061
表示四舍五入。
9.一种终端，其特征在于，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于一机多天线接收机的周跳修复程序，所述基于一机多天线接收机的周跳修复程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的一机多天线接收机的周跳修复方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有基于一机多天线接收机的周跳修复程序，所述基于一机多天线接收机的周跳修复程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的一机多天线接收机的周跳修复方法的步骤。
CN202011395808.6A 2020-12-03 2020-12-03 一种一机多天线接收机的周跳修复方法 Pending CN112444832A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011395808.6A CN112444832A (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种一机多天线接收机的周跳修复方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011395808.6A CN112444832A (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种一机多天线接收机的周跳修复方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112444832A true CN112444832A (zh) 2021-03-05

Family

ID=74739324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011395808.6A Pending CN112444832A (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种一机多天线接收机的周跳修复方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112444832A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113109844A (zh) * 2021-04-15 2021-07-13 中国人民解放军63812部队 基于直线型天线阵的欺骗信号检测方法及装置
CN115267848A (zh) * 2022-06-27 2022-11-01 湘潭大学 一种双频周跳探测及修复方法、系统、设备及介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103941272A (zh) * 2014-04-09 2014-07-23 上海华测导航技术有限公司 Gps、glonass和bds联合解算的定位方法
CN106441174A (zh) * 2016-09-09 2017-02-22 桂林电子科技大学 一种高边坡形变监测方法及系统
CN106772478A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 哈尔滨工程大学 一种基于历元‑星间差分约束的定位方法
CN107421434A (zh) * 2017-08-08 2017-12-01 千寻位置网络有限公司 多基站Multi‑GNSS长基线近实时形变监测方法
CN108169774A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 北方信息控制研究院集团有限公司 支持rtppp和rtk的多模gnss单频周跳探测与修复方法
CN108845336A (zh) * 2018-06-21 2018-11-20 中国人民解放军国防科技大学 一种顾及到glonass频间偏差的gnss时差监测方法
CN110208836A (zh) * 2019-05-30 2019-09-06 东南大学 基于卡尔曼滤波的gnss高适应性周跳探测与修复方法
CN111045034A (zh) * 2019-12-13 2020-04-21 北京航空航天大学 基于广播星历的gnss多系统实时精密时间传递方法及系统
CN111505694A (zh) * 2020-05-07 2020-08-07 中航机载系统共性技术有限公司 一种面向机载的bds-3三天线阵多频点测姿方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103941272A (zh) * 2014-04-09 2014-07-23 上海华测导航技术有限公司 Gps、glonass和bds联合解算的定位方法
CN106441174A (zh) * 2016-09-09 2017-02-22 桂林电子科技大学 一种高边坡形变监测方法及系统
CN106772478A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 哈尔滨工程大学 一种基于历元‑星间差分约束的定位方法
CN107421434A (zh) * 2017-08-08 2017-12-01 千寻位置网络有限公司 多基站Multi‑GNSS长基线近实时形变监测方法
CN108169774A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 北方信息控制研究院集团有限公司 支持rtppp和rtk的多模gnss单频周跳探测与修复方法
CN108845336A (zh) * 2018-06-21 2018-11-20 中国人民解放军国防科技大学 一种顾及到glonass频间偏差的gnss时差监测方法
CN110208836A (zh) * 2019-05-30 2019-09-06 东南大学 基于卡尔曼滤波的gnss高适应性周跳探测与修复方法
CN111045034A (zh) * 2019-12-13 2020-04-21 北京航空航天大学 基于广播星历的gnss多系统实时精密时间传递方法及系统
CN111505694A (zh) * 2020-05-07 2020-08-07 中航机载系统共性技术有限公司 一种面向机载的bds-3三天线阵多频点测姿方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ITEYE_19843: ""RINEX数据格式"", 《HTTPS://BLOG.CSDN.NET/ITEYE_19843/ARTICLE/DETAILS/81860049》 *
杨震: ""基于一机多天线接收机的GNSS实时精密定位关键技术研究"", 《万方》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113109844A (zh) * 2021-04-15 2021-07-13 中国人民解放军63812部队 基于直线型天线阵的欺骗信号检测方法及装置
CN113109844B (zh) * 2021-04-15 2022-05-17 中国人民解放军63812部队 基于直线型天线阵的欺骗信号检测方法及装置
CN115267848A (zh) * 2022-06-27 2022-11-01 湘潭大学 一种双频周跳探测及修复方法、系统、设备及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9035826B2 (en) Satellite differential positioning receiver using multiple base-rover antennas
CN101680944B (zh) 在全球导航卫星系统中执行载波相位整数模糊度解算的方法及装置
US7292185B2 (en) Attitude determination exploiting geometry constraints
CN102326092B (zh) 用于组合使用标准rtk系统与全球载波相位差分定位系统的导航接收器和方法
US6127968A (en) On-the-fly RTK positioning system with single frequency receiver
US7961143B2 (en) Partial search carrier-phase integer ambiguity resolution
CN101371159B (zh) 组合使用本地定位系统、本地rtk系统与区域、广域或全球载波相位定位系统的方法
CN108802782B (zh) 一种惯导辅助的北斗三频载波相位整周模糊度求解方法
CN105807300B (zh) 一种用北斗双频接收机进行高精度动态单点定位的方法
CN110007320B (zh) 网络rtk解算方法
CN106842268B (zh) 双gnss接收机载波相位双差整周模糊度浮点解向量估计方法
EP1336864B1 (en) Method and system for GPS position determination from calculated time
US20090135056A1 (en) Distance dependant error mitigation in real-time kinematic (RTK) positioning
CN107064981B (zh) 基于gnss的差分定位方法及系统、服务终端
MXPA06007941A (es) Metodo para uso combinado de un sistema local de cinematica en tiempo real y un sistema regional, de area amplia o global de posicionamiento de la fase de portadora.
EP2044457A2 (en) A method for increasing the reliability of position information when transitioning from a regional, wide-area, or global carrier-phase differential navigation (wadgps) to a local real-time kinematic (rtk) navigation system
CN104483688A (zh) 基于北斗卫星导航系统的高精度基线解算方法
KR102052364B1 (ko) 반송파 위상 gps를 이용한 정밀 위치 추정 시스템 및 방법
CN104316943A (zh) 一种伪距离和多普勒组合差分定位系统及方法
CN112444832A (zh) 一种一机多天线接收机的周跳修复方法
CN116953741B (zh) 一种应用于全球导航卫星系统gnss的周跳探测与修复方法
CN116009042A (zh) 一种单站载波历元间差分实时探测相对形变的方法及系统
CN105549048A (zh) 基于三角形接收机阵列的高精度卫星定位装置及其方法
Bisnath Relative Positioning and Real‐Time Kinematic (RTK)
Hsu et al. A new instantaneous method for attitude determination using GPS phase measurement

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210305

RJ01 Rejection of invention patent application after publication