CN113009530B - 一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法和系统,包括,接收通道设计,对导航信号分别进行解调和解扩处理获取导航电文;通过“双差”定位运算,消除卫星和接收机之间的观测误差;采用伪距观测量与载波相位观测量联合进行解算,有效提升单历元观测信息冗余度;通过模糊度搜索算法与模糊度逐级确定法相结合,逐级确定各级波长的模糊度整数解,对整周模糊度浮点解降相关过程、候选解搜索过程;设计模糊度估算方法,采用LAMBDA算法中的降相关还原过程进行改进,通过收缩策略提升搜索速度,有效降低运算复杂度,最终实现整周模糊度的有效求解。
Description
技术领域
本发明属于机场感知领域,涉及一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法和系统。
背景技术
当前,全球航空运输市场发展势态良好,航空旅客周转量保持平均每15年翻一番的高速增长态势。与此同时,全球经济、政治、社会不稳定不确定因素依然很多,风险挑战加剧。空防安全是国家安全的重要保障,作为民航空防安全的重要组成部分,机场应急处置的对象是航空器突发事件,覆盖范围是以机场中心点的8km半径区域。由于机场环境复杂性,电磁干扰、信号遮挡等现象严重,目前机场缺乏应急处置现场人员的实时定位装置,无法实现高效指挥协同。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出一种高效的精密定位方法,可实现机场范围内应急处置人员的实时精密定位,将有增强升机场应急处置能力,提升空防安全保障水平。
本发明提供一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法,包括以下步骤:
S1.基于GNSS系统,构建码相位观测量方程模型和载波相位观测量方程模型,其中,码相位观测量方程模型用于表示GNSS系统的GNSS信号从卫星传输到接收端花费的时间,载波相位观测量方程模型用于表示接收端产生的第一载波信号与卫星传输产生的第二载波信号之间的相位差,接收端包括基准站和移动站;
S2.基于同一观测卫星,通过基准站和移动站的码相位观测量方程模型求差处理,获得基准站和移动站的码相位观测量单差方程模型;
S3.基于同一观测卫星,通过基准站和移动站的载波相位观测量方程模型求差处理,获得基准站和移动站的载波相位观测量单差方程模型;
S4.基于基准站和移动站的时钟误差之差,对基准站和移动站的码相位观测量单差方程模型求差处理,获得基准站和移动站的码相位观测量双差方程模型;
S5.基于基准站和移动站的时钟误差之差,对基准站和移动站的载波相位观测量单差方程模型求差处理,获得基准站和移动站的载波相位观测量双差方程模型;
S6.基于码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型,对民航机场里的应急处置现场人员进行实时定位演算,用于提高定位演算效率,对所述应急处置现场人员实现高效协同指挥。
优选地,S1包括,基于移动站接收机编号、卫星编号、信号频率、卫星与移动站的集合距离、钟差、电离层延迟误差、对流层延迟误差、多径效应误差、移动站接收机观测噪声、光速,构建码相位观测量方程模型。
优选地,S1包括,基于载波相位周期观测量、频率载波信号波长、整周模糊度,构建载波相位观测量方程模型。
优选地,码相位观测量单差方程模型和载波相位观测量单差方程模型,还包括基准站和移动站之间的大气延迟误差的单差残余误差,基于单差残余误差,对码相位观测量单差方程模型和载波相位观测量单差方程模型进行简化,获得简化码相位观测量单差方程模型和简化载波相位观测量单差方程模型,通过简化码相位观测量单差方程模型和简化载波相位观测量单差方程模型,构建码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型。
优选地,S6还包括,通过计算码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型的基线向量和双差整周模糊度向量,获得码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型的整周模糊度模型,基于整周模糊度模型,对应急处置现场人员进行实时定位演算。
优选地,基于基线向量、双差整周模糊度向量、基线向量和双差整周模糊度向量的方差协方差阵,通过方差协方差阵的自相关特性和互相关特性,构建整周模糊度模型;整周模糊度模型包括整周模糊度估计方程模型和整周模糊度验证模型;整周模糊度估计方程模型用于表示整周模糊度固定解和基线向量固定解;整周模糊度验证模型,用于评估整周模糊度估计方程模型的置信水平。
优选地,基于基线向量和双差整周模糊度向量的整数最小二乘解,构建整周模糊度估计方程模型;
整周模糊度估计方程模型的构建方法包括以下步骤:
S601.基于基线向量和双差整周模糊度向量的残差平方和,构建代价函数方程模型;
S602.基于代价函数方程模型,构建整周模糊度估计方程模型的协方差矩阵,对于协方差矩阵进行可逆Z变换,构建协方差矩阵近似对角矩阵;
S603.基于协方差矩阵近似对角矩阵,通过搜索整周模糊度估计方程模型的整周模糊度候选解,构建整周模糊度估计方程模型的空间搜索方程模型,用于搜索整周模糊度估计方程模型的整数最优解;
S604.基于空间搜索方程模型和代价函数方程模型,构建整周模糊度估计方程模型。
一种用于机场应急救援的导航定位快速解算系统,包括:
机场应急救援导航系统以及应用在机场导航系统的导航定位快速解算系统;机场应急救援导航系统还包括测量系统,测量系统与导航定位快速解算系统连接;测量系统包括GPS定位系统和北斗定位系统;GPS定位系统用于接收GPS导航信号,GPS定位系统包括12个GPS相关通道,采用GPS并行搜索/串行搜索兼容模式,其中,GPS并行搜索采用基于FFT的伪码串行、频率并行方式,GPS导航信号为L1频段,中心频点为1575.42MHz,带宽不小于2MHz;北斗定位系统用于接收北斗导航信号,北定位系统包括12个北斗相关通道,采用串行搜索模式,其中,北斗定位系统北斗导航信号包括B1频段,中心频点1561.098MHz,带宽不小于4MHz;导航定位快速解算系统包括,码相位观测量模块、码相位观测量单差模块、码相位观测量双差模块、载波相位观测量模块、载波相位观测量单差模块、载波相位观测量双差模块、数据收集模块、数据存储模块;数据收集模块与数据存储模块连接;数据存储模块与码相位观测量模块、载波相位观测量模块连接;码相位观测量模块通过码相位观测量单差模块与码相位观测量双差模块连接;载波相位观测量模块通过载波相位观测量单差模块与载波相位观测量双差模块连接。
优选地,数据收集模块至少包括第一数据收集模块和第二数据收集模块;第一数据收集模块用于收集移动站数据;第二数据收集模块用户收集基准站数据。
优选地,码相位观测量双差模块和载波相位观测量双差模块,包括整周模糊度估计单元和整周模糊度验证单元;整周模糊度估计单元与整周模糊度验证单元连接;整周模糊度估计单元用于获得整周模糊度最优解;整周模糊度验证单元用于验证所述整周模糊度估计单元的置信水平。
本发明的积极进步效果在于:本申请设计模糊度估算方法,采用LAMBDA算法中的降相关还原过程进行改进,通过收缩策略提升搜索速度,有效降低运算复杂度,最终实现整周模糊度的有效求解。
附图说明
图1是本发明实施例提供的技术流程示意图;
图2是本发明实施例提供的相关通道原理框图;
图3是本发明实施例所述的单差模型原理图;
图4是本发明实施例所述的双差模型原理图;
图5是本发明实施例所述的整周模糊度固定流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。用于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
如图1-5所示,本发明提供一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法,包括以下步骤:
S1.基于GNSS系统,构建码相位观测量方程模型和载波相位观测量方程模型,其中,码相位观测量方程模型用于表示GNSS系统的GNSS信号从卫星传输到接收端花费的时间,载波相位观测量方程模型用于表示接收端产生的第一载波信号与卫星传输产生的第二载波信号之间的相位差,接收端包括基准站和移动站;
S2.基于同一观测卫星,通过基准站和移动站的码相位观测量方程模型求差处理,获得基准站和移动站的码相位观测量单差方程模型;
S3.基于同一观测卫星,通过基准站和移动站的载波相位观测量方程模型求差处理,获得基准站和移动站的载波相位观测量单差方程模型;
S4.基于基准站和移动站的时钟误差之差,对基准站和移动站的码相位观测量单差方程模型求差处理,获得基准站和移动站的码相位观测量双差方程模型;
S5.基于基准站和移动站的时钟误差之差,对基准站和移动站的载波相位观测量单差方程模型求差处理,获得基准站和移动站的载波相位观测量双差方程模型;
S6.基于码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型,对民航机场里的应急处置现场人员进行实时定位演算,用于提高定位演算效率,对所述应急处置现场人员实现高效协同指挥。
S1包括,基于移动站接收机编号、卫星编号、信号频率、卫星与移动站的集合距离、钟差、电离层延迟误差、对流层延迟误差、多径效应误差、移动站接收机观测噪声、光速,构建码相位观测量方程模型。
S1包括,基于载波相位周期观测量、频率载波信号波长、整周模糊度,构建载波相位观测量方程模型。
码相位观测量单差方程模型和载波相位观测量单差方程模型,还包括基准站和移动站之间的大气延迟误差的单差残余误差,基于单差残余误差,对码相位观测量单差方程模型和载波相位观测量单差方程模型进行简化,获得简化码相位观测量单差方程模型和简化载波相位观测量单差方程模型,通过简化码相位观测量单差方程模型和简化载波相位观测量单差方程模型,构建码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型。
S6还包括,通过计算码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型的基线向量和双差整周模糊度向量,获得码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型的整周模糊度模型,基于整周模糊度模型,对应急处置现场人员进行实时定位演算。
基于基线向量、双差整周模糊度向量、基线向量和双差整周模糊度向量的方差协方差阵,通过方差协方差阵的自相关特性和互相关特性,构建整周模糊度模型;整周模糊度模型包括整周模糊度估计方程模型和整周模糊度验证模型;整周模糊度估计方程模型用于表示整周模糊度固定解和基线向量固定解;整周模糊度验证模型,用于评估整周模糊度估计方程模型的置信水平。
基于基线向量和双差整周模糊度向量的整数最小二乘解,构建整周模糊度估计方程模型;
整周模糊度估计方程模型的构建方法包括以下步骤:
S601.基于基线向量和双差整周模糊度向量的残差平方和,构建代价函数方程模型;
S602.基于代价函数方程模型,构建整周模糊度估计方程模型的协方差矩阵,对于协方差矩阵进行可逆Z变换,构建协方差矩阵近似对角矩阵;
S603.基于协方差矩阵近似对角矩阵,通过搜索整周模糊度估计方程模型的整周模糊度候选解,构建整周模糊度估计方程模型的空间搜索方程模型,用于搜索整周模糊度估计方程模型的整数最优解;
S604.基于空间搜索方程模型和代价函数方程模型,构建整周模糊度估计方程模型。
一种用于机场应急救援的导航定位快速解算系统,包括:
机场应急救援导航系统以及应用在机场导航系统的导航定位快速解算系统;机场应急救援导航系统还包括测量系统,测量系统与导航定位快速解算系统连接;测量系统包括GPS定位系统和北斗定位系统;GPS定位系统用于接收GPS导航信号,GPS定位系统包括12个GPS相关通道,采用GPS并行搜索/串行搜索兼容模式,其中,GPS并行搜索采用基于FFT的伪码串行、频率并行方式,GPS导航信号为L1频段,中心频点为1575.42MHz,带宽不小于2MHz;北斗定位系统用于接收北斗导航信号,北定位系统包括12个北斗相关通道,采用串行搜索模式,其中,北斗定位系统北斗导航信号包括B1频段,中心频点1561.098MHz,带宽不小于4MHz;导航定位快速解算系统包括,码相位观测量模块、码相位观测量单差模块、码相位观测量双差模块、载波相位观测量模块、载波相位观测量单差模块、载波相位观测量双差模块、数据收集模块、数据存储模块;数据收集模块与数据存储模块连接;数据存储模块与码相位观测量模块、载波相位观测量模块连接;码相位观测量模块通过码相位观测量单差模块与码相位观测量双差模块连接;载波相位观测量模块通过载波相位观测量单差模块与载波相位观测量双差模块连接。
数据收集模块至少包括第一数据收集模块和第二数据收集模块;第一数据收集模块用于收集移动站数据;第二数据收集模块用户收集基准站数据。
码相位观测量双差模块和载波相位观测量双差模块,包括整周模糊度估计单元和整周模糊度验证单元;整周模糊度估计单元与整周模糊度验证单元连接;整周模糊度估计单元用于获得整周模糊度最优解;整周模糊度验证单元用于验证所述整周模糊度估计单元的置信水平。
以下具体解释本发明的技术思路:
1.接收通道设计
测量系统接收两个频段的卫星导航信号,分别是GPS L1频段,中心频点为1575.42MHz带宽不小于2MHz,北斗系统B1频段,中心频点1561.098MHz,带宽不小于4MHz。
接收机通道设计为两个系统,每个系统12个相关通道。GPS系统12个通道设计为并行搜索/串行搜索兼容模式,BD2设计为串行搜索模式。GPS接收通道并行搜索采用基于FFT的伪码串行、频率并行方式,一次完成整个多普勒频率范围内的搜索,提高启动速度。
送入FPGA捕获跟踪单元的信号为中频BPSK调制信号,该信号包括中频载波、GPS、北斗伪随机码、数据码(导航电文)。对导航信号分别进行解调和解扩处理获取导航电文,其中解调完成载波跟踪,解扩完成码跟踪。解调和解扩统一在相关通道中完成,相关通道的原理框图如1所示。
2.定位算法设计
系统采用载波相位观测量进行定位解算,将伪距观测量与载波相位观测量联立进行解算,有效提升单历元观测信息冗余度。通过模糊度搜索算法与模糊度逐级确定法相结合,逐级确定各级波长的模糊度整数解,最终解决固定原始频率的整周模糊度问题,使得系统高动态条件下定位测量精度大幅提高。
(1)GNSS定位模型
GNSS系统为接收机提供两种类型的观测量,即码相位观测量和载波相位观测量。码相位可反映出GNSS信号从卫星传输到接收机所花费的时间。由于卫星和GNSS接收机时钟存在钟差,码相位观测量不能反映接收机和卫星间的实际距离。除了时钟误差外,接收机处理的GNSS信号还受到大气延迟、多径效应、观测噪声等多种观测误差的影响。因此,由码相位确定的距离测量通常称为伪距观测量,可由(1)式表示:
式中ρ——伪距观测量;
u——移动站编号;
i——第i颗卫星;
fn——第n个信号频率;
δt——钟差;
I——电离层延迟误差,其值与信号频率fn有关;
T——对流层延迟误差;
M——多径效应误差;
ε——接收机观测噪声;
c——光速。
载波相位测量的是接收端产生的载波信号与卫星传输产生的载波信号之间的相位差。由于GNSS载波信号的波长较短,通过载波相位实现测距要更为精确。然而,载波相位观测量的整周数是不确定的,该整周模糊度也是载波相位测距的偏差之一。载波相位观测量可由(2)式表示:
N——整周模糊度。
GNSS差分定位系统中涉及两个GNSS测站,分别为基准站(通常也称为参考站)和移动站(即用户接收机)。对共视卫星的观测中,这两个接收机的观测量都含有相同的卫星时钟误差,将两测站对同一颗卫星的观测量做求差处理,可消除卫星时钟误差,这种求差被称为“单差”法。分别对式(1)和(2)作单差处理,可得到如下结果:
式中r——基准站;
u——移动站;
Δ——单差运算符号。
由于多径效应误差M难以模型化,且削弱多径效应的途径通常与定位模型无关,因此在差分定位原理的讨论中,不考虑多径效应的影响。符号和表示由基准站和移动站之间的大气延迟误差的单差残余误差。在短基线条件下两测站的大气延迟误差具有强空间相关性,可认为此时伪距及载波相位单差观测量可简化为:
注意到(δtu-δtr)表示基准站与移动站接收机之间的时钟误差之差,该值与卫星无关,因此在对任何共视卫星的单差观测量中,该值始终保持不变。如果对不同卫星的单差观测量进一步作差分处理,(δtu-δtr)便可以被消除,这就是所谓的“双差”技术。对式(4)、(5)进行双差计算,结果如下:
式中▽Δ——双差运算符号;
同样地,在短基线情况下,大气延迟误差双差残差可以忽略,双差观测量可化简为:
图3展示了常规短基线下双差模型中的几何关系,在单差模型的基础上,将共视卫星i与共视卫星j的单差观测量进一步作差分组合。将同一颗共视卫星对于基准站和移动站的视向矢量看作互相平行,由于基准站位置精确已知,算法中一般用基准站位置计算卫星的视向矢量。
载波相位观测量的观测精度较高,观测噪声较小,根据经验值其大小一般在厘米级,因此在高精度的定位需求中,双差整周模糊度能够可靠地求解是问题的关键。
(2)模糊度解算方法
模糊度解算选择扩展的卡尔曼滤波器来求解基线向量和双差整周模糊度向量。整周模糊度的解算通常需要三个步骤。首先,在不考虑模糊度整数约束的情况下,先对一个普通的最小二乘问题进行求解,可得到基线向量和双差整周模糊度的实数估计值及其方差协方差矩阵,具体公式如下:
本发明的算法均建立在双差模型的基础上,为简化各项符号,将双差符号▽Δ省略。
第二步,整周模糊度固定的过程具体可分为两个方面:整周模糊度估计和整周模糊度验证。整周模糊度估计主要根据目前掌握的各项可用信息推导整周模糊度的最优解;整周模糊度验证,为估计解的固定过程设置一个合理的置信水平。基于搜索的整周模糊度固定流程图如图4所示。
算法根据模糊度浮点解在空间Ω中对其整数解进行搜索,得到所有候选解计算其代价函数,模糊度最优整数候选解N为代价函数值最小的解,次优解N'的代价函数为第二小。
(3)整周模糊度估计
整周模糊度估计采用基线向量和整数模糊度的整数最小二乘解,目标是使最小代价函数的解,即残差平方和最小:
式中H——双差站星距与基线向量的投影关系;
式中t(N)——候选解N的代价大小,代价最小的整数解则为最优候选解。
通过构建一个可逆的Z变换,使得变换后的整周模糊度向量的协方差矩阵近似对角阵,即整周模糊度向量的分量间的互相关特性被削弱。假定搜索空间大小为χ2,则搜索空间定义为:
搜索空间的边界是一个以为中心的椭球体,其形状由方差协方差阵确定,大小由χ2确定。由于整周模糊度各分量之间的高度相关性,搜索空间通常是一个非常细长的超维椭球体。但其实搜索空间越接近球体,搜索速度越快。LAMBDA算法中的z变换成功地实现了各整周模糊度分量的降相关,这使得变换域Z域的搜索空间比变换前的实域搜索空间更加接近于球体。经过Z变换后,整周模糊度浮点解及其方差协方差矩阵发生如下变换:
Z——Z变换矩阵。
变换前后搜索空间体积χ2保持不变,由于变换后的整周模糊度浮点解在变换搜索域中的方差较小,该特性使降相关后对候选解搜索的成功率更高。变换域中的搜索空间可表示为:
对于变换后的整周模糊度浮点解,其残差平方和函数表示如下:
在此基础上,对每个分量依次取第二接近的整数,其他分量保持不变,由此可构成新的n-1个整数向量。基于这n个整数向量,χ2被设为代价函数第p小的值,这将保证在搜索空间中至少有p个整数向量候选解。因此,可以根据所需候选解的数量,设置合适的χ2值,使一定数量的候选解位于椭球体内,直接搜索就可以获取所需数量的所有候选解。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.基于GNSS系统,构建码相位观测量方程模型和载波相位观测量方程模型,其中,所述码相位观测量方程模型用于表示所述GNSS系统的GNSS信号从卫星传输到接收端花费的时间,所述载波相位观测量方程模型用于表示所述接收端产生的第一载波信号与所述卫星传输产生的第二载波信号之间的相位差,所述接收端包括基准站和移动站;
S2.基于同一观测卫星,通过所述基准站和移动站的所述码相位观测量方程模型求差处理,获得所述基准站和移动站的码相位观测量单差方程模型;
S3.基于同一观测卫星,通过所述基准站和移动站的所述载波相位观测量方程模型求差处理,获得所述基准站和移动站的载波相位观测量单差方程模型;
S4.基于所述基准站和移动站的时钟误差之差,对所述基准站和移动站的所述码相位观测量单差方程模型求差处理,获得所述基准站和移动站的码相位观测量双差方程模型;
S5.基于所述基准站和移动站的时钟误差之差,对所述基准站和移动站的载波相位观测量单差方程模型求差处理,获得所述基准站和移动站的载波相位观测量双差方程模型;
S6.基于所述码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型,对民航机场里的应急处置现场人员进行实时定位演算,用于提高定位演算效率,对所述应急处置现场人员实现高效协同指挥;
所述S1包括,基于移动站接收机编号、卫星编号、信号频率、卫星与移动站的集合距离、钟差、电离层延迟误差、对流层延迟误差、多径效应误差、移动站接收机观测噪声、光速构建所述码相位观测量方程模型;
所述S1包括,基于载波相位周期观测量、频率载波信号波长、整周模糊度,构建所述载波相位观测量方程模型;
所述码相位观测量单差方程模型和载波相位观测量单差方程模型,还包括所述基准站和移动站之间的大气延迟误差的单差残余误差,基于所述单差残余误差,对所述码相位观测量单差方程模型和载波相位观测量单差方程模型进行简化,获得简化码相位观测量单差方程模型和简化载波相位观测量单差方程模型,通过所述简化码相位观测量单差方程模型和简化载波相位观测量单差方程模型,构建所述码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型。
2.如权利要求1所述一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法,其特征在于,
所述S6还包括,通过计算所述码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型的基线向量和双差整周模糊度向量,获得所述码相位观测量双差方程模型和载波相位观测量双差方程模型的整周模糊度模型,基于所述整周模糊度模型,对所述应急处置现场人员进行实时定位演算。
3.如权利要求2所述一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法,其特征在于,
基于所述基线向量、双差整周模糊度向量、基线向量和双差整周模糊度向量的方差协方差阵,通过所述方差协方差阵的自相关特性和互相关特性,构建所述整周模糊度模型;
所述整周模糊度模型包括整周模糊度估计方程模型和整周模糊度验证模型;
所述整周模糊度估计方程模型用于表示整周模糊度固定解和基线向量固定解;
所述整周模糊度验证模型,用于评估所述整周模糊度估计方程模型的置信水平。
4.如权利要求3所述一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法,其特征在于,
基于所述基线向量和双差整周模糊度向量的整数最小二乘解,构建所述整周模糊度估计方程模型;
所述整周模糊度估计方程模型的构建方法包括以下步骤:
S601.基于所述基线向量和双差整周模糊度向量的残差平方和,构建代价函数方程模型;
S602.基于所述代价函数方程模型,构建所述整周模糊度估计方程模型的协方差矩阵,对于所述协方差矩阵进行可逆Z变换,构建协方差矩阵近似对角矩阵;
S603.基于所述协方差矩阵近似对角矩阵,通过搜索所述整周模糊度估计方程模型的整周模糊度候选解,构建所述整周模糊度估计方程模型的空间搜索方程模型,用于搜索所述整周模糊度估计方程模型的整数最优解;
S604.基于所述空间搜索方程模型和代价函数方程模型,构建所述整周模糊度估计方程模型。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法的系统,其特征在于,包括:
机场应急救援导航系统以及应用在所述机场应急救援导航系统的导航定位快速解算系统;
所述机场应急救援导航系统还包括测量系统,所述测量系统与所述导航定位快速解算系统连接;
所述测量系统包括GPS定位系统和北斗定位系统;
所述GPS定位系统用于接收GPS导航信号,所述GPS定位系统包括12个GPS相关通道,采用GPS并行搜索/串行搜索兼容模式,其中,GPS并行搜索采用基于FFT的伪码串行、频率并行方式,所述GPS导航信号为L1频段,中心频点为1575.42MHz,带宽不小于2MHz;
所述北斗定位系统用于接收北斗导航信号,所述北斗定位系统包括12个北斗相关通道,采用串行搜索模式,其中,所述北斗定位系统所述北斗导航信号包括B1频段,中心频点1561.098MHz,带宽不小于4MHz;
所述导航定位快速解算系统包括,码相位观测量模块、码相位观测量单差模块、码相位观测量双差模块、载波相位观测量模块、载波相位观测量单差模块、载波相位观测量双差模块、数据收集模块、数据存储模块;
所述数据收集模块与所述数据存储模块连接;
所述数据存储模块与所述码相位观测量模块、载波相位观测量模块连接;
所述码相位观测量模块通过所述码相位观测量单差模块与所述码相位观测量双差模块连接;
所述载波相位观测量模块通过所述载波相位观测量单差模块与所述载波相位观测量双差模块连接。
6.如权利要求5所述的一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法的系统,其特征在于,
所述数据收集模块至少包括第一数据收集模块和第二数据收集模块;
所述第一数据收集模块用于收集移动站数据;
所述第二数据收集模块用户收集基准站数据。
7.如权利要求5所述的一种用于机场应急救援的导航定位快速解算方法的系统,其特征在于,
所述码相位观测量双差模块和载波相位观测量双差模块,包括整周模糊度估计单元和整周模糊度验证单元;
所述整周模糊度估计单元与所述整周模糊度验证单元连接;
所述整周模糊度估计单元用于获得整周模糊度最优解;
所述整周模糊度验证单元用于验证所述整周模糊度估计单元的置信水平。
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