CN115201869B - 一种对伪距观测值进行滤波的方法及装置 - Google Patents

一种对伪距观测值进行滤波的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种对伪距观测值进行滤波的方法及装置。该方法包括：针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定在t历元下的初始电离层残差，并确定t历元下的初始电离层残差的第一误差；根据n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与n个历元中的首个历元间的时间差，得到n个拟合电离层残差；根据n个初始电离层残差和n个拟合电离层残差确定t历元下的拟合电离层残差的第二误差；判断第二误差与第一误差的关系是否满足第一预设条件，若满足，则基于t历元下的拟合电离层残差对t历元下的伪距观测值进行滤波。基于更准确的t历元下的拟合电离层残差对t历元下的伪距观测值滤波，提高了伪距观测值的精度，提高了导航定位精度。

Description

一种对伪距观测值进行滤波的方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种对伪距观测值进行滤波的方法、装置、计算设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)导航定位服务的不断拓展，GNSS技术在形变监测、车载导航等的应用也不断深入。在GNSS接收机终端定位解算时，一般采用接收机接收的伪距观测值进行定位。为了提升GNSS定位精度，通常会引入多种误差改正模型对接收的伪距观测值进行修正，如对流层、电离层、卫星和接收机钟差、硬件延迟、固体潮、海潮、相位缠绕等误差改正模型。同时，由于观测环境复杂性以及接收机跟踪环路热噪声等影响，使得接收机接收的伪距观测值还会包含多路径以及观测噪声等误差，这些误差无法使用特定模型进行修正，大大降低了GNSS定位精度。
鉴于GNSS载波相位观测值精度远高于伪距观测值的特点，通常使用Hatch滤波方法通过载波相位观测值对伪距观测值进行滤波平滑，以期去除伪距观测值的多路径以及观测噪声的影响。然而，目前的Hatch滤波器通过载波相位观测值对伪距观测值进行滤波平滑，引入了电离层残差对伪距观测值的影响，且随着历元的增长，电离层残差逐渐累积，也即电离层发散，这种情况在电离层扰动较大更为明显。这极大地降低了对伪距观测值进行滤波平滑的精确度，从而降低了导航定位精度。
综上，提供一种对伪距观测值进行滤波的方法，用以对伪距观测值实现无发散滤波，提高伪距观测值的精度，从而提高导航定位精度。
发明内容
本发明实施例提供一种对伪距观测值进行滤波的方法，用以对伪距观测值实现无发散滤波，提高伪距观测值的精度，从而提高导航定位精度。
第一方面，本发明实施例提供一种对伪距观测值进行滤波的方法，包括：
针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，并根据观测噪声和误差传播定律，确定所述t历元下的初始电离层残差的第一误差；
根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差；所述n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差；所述n个历元为所述t历元以及位于所述t历元之前的n-1个历元；所述n个历元为无周跳现象发生的连续的n个历元；
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元下的拟合电离层残差的第二误差；
判断所述第二误差与所述第一误差的关系是否满足第一预设条件，若满足，则基于所述t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
针对任一频点，在确定t历元的初始电离层残差后，根据观测噪声和误差传播定律，确定该初始电离层残差的第一误差。根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差，n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差。这里确定的拟合电离层残差是根据n个历元的初始电离层残差的变化确定得到的，可能比初始电离层残差的精度更高。确定t历元的拟合电离层残差的第二误差，若第二误差与所述第一误差的关系满足第一预设条件，则可证明拟合电离层残差更准确。因此基于更加准确的t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
可选地，还包括：
若确定所述第二误差与所述第一误差的关系不满足所述第一预设条件，且满足第二预设条件，则基于所述t历元下的初始电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
有可能第二误差与第一误差的关系不符合第一预设条件，但若第二误差与所述第一误差的关系满足第二预设条件，即，初始电离层残差的准确度依然较高，则基于更加准确的t历元下的初始电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
可选地，针对任一频点，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，包括：
根据t历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t历元的第一载波相位双频无几何GF观测值；
根据t-1历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值；
针对i频点或j频点中的任一频点，根据所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差。
根据t历元的两个频点的载波相位观测值确定t历元的第一载波相位双频GF观测值；根据t-1历元的两个频点的载波相位观测值确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值；根据所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差。利用了载波相位观测值精度远高于码观测值精度的特点，通过载波相位观测值确定初始电离层残差，更加准确，过程简单。
可选地，通过如下方式确定所述t历元无周跳现象发生，包括：
若所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值的差小于所述i频点与所述j频点的波长之差的绝对值，则确定所述t历元无周跳现象发生。
上述确定无周跳现象发生的方法使用到了在确定初始电离层残差时使用到的值：第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，如此，若确定无周跳现象发生，即可直接确定初始电离层，提高了滤波的效率。
可选地，针对i频点或j频点中的任一频点，根据所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，包括：
针对i频点，将所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值代入i频点的电离层残差确定方程中，得到所述i频点在所述t历元下的初始电离层残差；所述电离层残差确定方程为：
其中，ΔIi(t)为所述i频点在所述t历元的初始电离层残差；ΔLi,j(t)为所述第一载波相位双频GF观测值；ΔLi,j(t-1)为所述第二载波相位双频GF观测值；γ用于表征i频点和j频点的转换关系。
针对i频点，通过对第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值做差，可以消除伪距信号在卫星和接收机端的硬件延迟、卫星端的小数相位偏差的影响，又由于无周跳现象发生，还可进一步消除周跳值的影响，如此极大提高了确定的初始电离层残差的准确性。
可选地，根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差，包括：
将所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差代入m阶多项式观测方程；通过对所述m阶多项式观测方程进行求解，得到n个拟合电离层残差；n≥m+2；所述m阶多项式观测方程为：
L＝B·x；L为所述n个初始电离层残差形成的矩阵；B为任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵；x为多项式拟合系数。
由于电离层残差在短期内变化较小，因此引入m阶多项式拟合方法对n个初始电离层进行拟合。以确定n个拟合电离层残差，其中就包括t历元的拟合电离层残差。这里确定的t历元的拟合电离层残差是根据n个历元的初始电离层残差的变化确定得到的，可以提高拟合的n个拟合电离层残差的准确性。
可选地，通过对所述m阶多项式观测方程进行求解，得到n个拟合电离层残差，包括：
采用最小二乘法对所述m阶多项式观测方程求解，解得所述多项式拟合系数x；
根据所述多项式拟合系数x与任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵B，确定所述n个拟合电离层残差；
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元的拟合电离层残差对应的第二误差，包括：
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述n个拟合电离层残差的拟合误差；
根据所述拟合误差、所述n和所述m确定所述t历元的拟合电离层残差对应的第二误差。
通过上述方式确定的n个拟合电离层残差考虑到了初始电离层残差的变化情况，因此拟合电离层残差比初始电离层残差更加准确的可能性较大。又确定n个历元的拟合电离层残差对应的第二误差，由于短期内电离层残差变化不大，所以采用上述方式确定的n个历元的拟合电离层残差对应的误差可以作为t历元的拟合电离层残差对应的第二误差，反映t历元的拟合电离层残差的准确度。
可选地，基于所述t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波，包括：
将接收机接收到的t历元的i频点的原始伪距观测值Pi(t)、滤波器当前计数w、t-1历元的i频点的平滑伪距观测值接收机接收到的t历元的i频点的原始载波相位观测值Li(t)、接收机接收到的t-1历元的i频点的原始载波相位观测值Li(t-1)、最终电离层残差ΔIi，终(t)代入滤波公式，从而可以确定t历元的i频点的平滑伪距观测值；所述滤波公式为：
上述滤波方式消除了电离层残差的影响，因此随着历元的增长，不会出现由于电离层残差的累积而使滤波后的伪距观测值越来越不准确的情况，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
可选地，还包括：
若确定所述t历元有周跳现象发生，或所述第二误差与所述第一误差的关系不满足所述第一预设条件且不满足所述第二预设条件，则在对t+1历元的伪距观测值进行滤波前，重置所述滤波器当前计数为1。
若发生周跳，则重置滤波器，从而避免电离层残差的积累，保证滤波后的伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
第二方面，本发明实施例还提供一种对伪距观测值进行滤波的装置，包括：
处理单元，用于：
针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，并根据观测噪声和误差传播定律，确定所述t历元下的初始电离层残差的第一误差；
根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差；所述n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差；所述n个历元为所述t历元以及位于所述t历元之前的n-1个历元；所述n个历元为无周跳现象发生的连续的n个历元；
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元的拟合电离层残差的第二误差；
滤波单元，用于：
判断所述第二误差与所述第一误差的关系是否满足第一预设条件，若满足，则基于所述t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
可选地，所述滤波单元还用于：
若确定所述第二误差与所述第一误差的关系不满足所述第一预设条件，且满足第二预设条件，则基于所述t历元下的初始电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
可选地，所述处理单元具体用于：
根据t历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t历元的第一载波相位双频无几何GF观测值；
根据t-1历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值；
针对i频点或j频点中的任一频点，根据所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差。
可选地，所述处理单元具体用于：
若所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值的差小于所述i频点与所述j频点的波长之差的绝对值，则确定所述t历元无周跳现象发生。
可选地，所述处理单元具体用于：
针对i频点，将所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值代入i频点的电离层残差确定方程中，得到所述i频点在所述t历元下的初始电离层残差；所述电离层残差确定方程为：
其中，ΔIi(t)为所述i频点在所述t历元的初始电离层残差；ΔLi,j(t)为所述第一载波相位双频GF观测值；ΔLi,j(t-1)为所述第二载波相位双频GF观测值；γ用于表征i频点和j频点的转换关系。
可选地，所述处理单元具体用于：
将所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差代入m阶多项式观测方程；通过对所述m阶多项式观测方程进行求解，得到n个拟合电离层残差；n≥m+2；所述m阶多项式观测方程为：
L＝B·x；L为所述n个初始电离层残差形成的矩阵；B为任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵；x为多项式拟合系数。
可选地，所述处理单元具体用于：
采用最小二乘法对所述m阶多项式观测方程求解，解得所述多项式拟合系数x；
根据所述多项式拟合系数x与任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵B，确定所述n个拟合电离层残差；
所述处理单元具体用于：
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述n个拟合电离层残差的拟合误差；
根据所述拟合误差、所述n和所述m确定所述t历元的拟合电离层残差对应的第二误差。
可选地，所述滤波单元具体用于：
将接收机接收到的t历元的i频点的原始伪距观测值Pi(t)、滤波器当前计数w、t-1历元的i频点的平滑伪距观测值接收机接收到的t历元的i频点的原始载波相位观测值Li(t)、接收机接收到的t-1历元的i频点的原始载波相位观测值Li(t-1)、最终电离层残差ΔIi，终(t)代入滤波公式，从而可以确定t历元的i频点的平滑伪距观测值；所述滤波公式为：
上述滤波方式消除了电离层残差的影响，因此随着历元的增长，不会出现由于电离层残差的累积而使滤波后的伪距观测值越来越不准确的情况，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
可选地，所述滤波单元还用于：
若确定所述t历元有周跳现象发生，或所述第二误差与所述第一误差的关系不满足所述第一预设条件且不满足所述第二预设条件，则在对t+1历元的伪距观测值进行滤波前，重置所述滤波器当前计数为1。
若发生周跳，则重置滤波器，从而避免电离层残差的积累，保证滤波后的伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
第三方面，本发明实施例还提供一种计算设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于调用所述存储器中存储的计算机程序，按照获得的程序执行上述任一方式所列的对伪距观测值进行滤波的方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行程序，所述计算机可执行程序用于使计算机执行上述任一方式所列的对伪距观测值进行滤波的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的一种系统架构的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种对伪距观测值进行滤波的方法的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种对伪距观测值进行滤波的方法的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种对伪距观测值进行滤波的方法的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种对伪距观测值进行滤波的装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本申请描述的示例性实施例，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，都属于本申请所附权利要求保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整实施方式。
需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明(Unless otherwise indicated)。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
图1示例性的示出了本发明实施例所适用的一种接收机的内部结构图，包括天线100、射频模块200、跟踪通道300和处理器400。天线100用于接收模拟信号，将接收到的模拟信号传输至射频模块200。射频模块200对模拟信号进行处理，得到数字信号。数字信号包括多个频点的载波相位观测值和伪距观测值。数字信号通过跟踪通道300和总线进入处理器400，处理器400对接收到的数字信号进行滤波平滑处理。
由于载波相位观测值的精度远高于伪距观测值的精度，因此处理器400通常使用Hatch滤波方法通过载波相位观测值对伪距观测值进行滤波平滑，以期去除伪距观测值的多路径以及观测噪声的影响。然而，通过载波相位观测值对伪距观测值进行滤波平滑，引入了电离层残差对伪距观测值的影响，且随着历元的增长，电离层残差逐渐累积，也即电离层发散，这种情况在电离层扰动较大更为明显。这极大地降低了对伪距观测值进行滤波平滑的精确度，从而降低了导航定位精度。
基于此，本发明实施例提供一种对伪距观测值进行滤波的方法，如图2所示，包括：
步骤201，针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，并根据观测噪声和误差传播定律，确定所述t历元下的初始电离层残差的第一误差。
接收机可以接收到多个频点的载波相位观测值和多个频点的伪距观测值。本发明实施例对频点的数量不做限制，例如，双频、三频等。
针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定该频点在t历元的初始电离层残差以及初始电离层残差的第一误差。本发明实施例对确定初始电离层残差的方法和确定第一误差的方法不作限制。
步骤202，根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差；所述n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差；所述n个历元为所述t历元以及位于所述t历元之前的n-1个历元；所述n个历元为无周跳现象发生的连续的n个历元。
在步骤201中，确定了t历元的初始电离层残差。采用同样的方式获得n-1个历元的初始电离层残差，这里的n-1个历元是指t历元之前的n-1个历元。从而得到了n个历元的初始电离层残差。为了保证拟合的准确性，n个历元为无周跳现象发生的连续的n个历元。
进而获取任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，根据n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差。本发明实施例对拟合的方法不作限制。例如可以采用m阶多项式拟合方法、线性回归的方法等。
经过对包括t历元在内的连续n个历元的初始电离层残差进行拟合，可以结合t历元之前的多个初始电离层残差对t历元的初始电离层残差进行进一步修正，从而得到t历元下的拟合电离层残差。当然，进一步修正的t历元下的拟合电离层残差的准确性很大程度上比初始电离层残差的准确性要高，但也存在进一步修正的拟合电离层残差的准确性更低的情况。
步骤203，根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元下的拟合电离层残差的第二误差。
对n个初始电离层残差和n个拟合电离层残差进行分析，确定t历元下的拟合电离层残差的第二误差。本发明实施例对确定第二误差的方式不作限制。
步骤204，判断所述第二误差与所述第一误差的关系是否满足第一预设条件，若满足，则基于所述t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
针对任一频点，在确定t历元的初始电离层残差后，根据观测噪声和误差传播定律，确定该初始电离层残差的第一误差。根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差，n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差。这里确定的拟合电离层残差是根据n个历元的初始电离层残差的变化确定得到的，可能比初始电离层残差的精度更高。确定t历元的拟合电离层残差的第二误差，若第二误差与所述第一误差的关系满足第一预设条件，则可证明拟合电离层残差更准确。因此基于更加准确的t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
可选地，若确定所述第二误差与所述第一误差的关系不满足所述第一预设条件，且满足第二预设条件，则基于所述t历元下的初始电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
有可能第二误差与第一误差的关系不符合第一预设条件，但若第二误差与所述第一误差的关系满足第二预设条件，即，初始电离层残差的准确度依然较高，则基于更加准确的t历元下的初始电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
举个例子，第一预设条件为第二误差小于第一误差，第二预设条件为第二误差不小于第一误差，且第二误差小于3倍的第一误差，如公式1所示：
其中，为第一误差，为第二误差；ΔIi(t)为初始电离层残差；为拟合电离层残差；ΔIi，终(t)为最终电离层残差。
下面对公式1涉及到的情况进行解释说明。
(1)当第二误差小于第一误差，则确定t历元下的拟合电离层残差的准确性更高，则将t历元下的拟合电离层残差作为最终电离层残差，基于最终电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
(2)若第二误差不小于第一误差，且第二误差小于3倍的第一误差，则确定t历元下的初始电离层残差的准确性更高，则将t历元下的初始电离层残差作为最终电离层残差，基于最终电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
(3)若第二误差和第一误差的关系不符合第一预设条件和第二预设条件，则说明初始电离层残差和拟合电离层残差的精度均较低，不符合要求，那么令最终电离层残差等于0即可。最终电离层残差等于0。也就意味着，在后续仅通过载波相位观测值对伪距观测值进行滤波，如此得到的平滑伪距观测值的准确性相对来说较低，因为并没有考虑电离层残差的影响。
(4)若t历元出现周跳现象，也无法计算初始电离层残差，更无法计算拟合电离层残差，因此也设置最终电离层残差等于0。也就意味着，在后续仅通过载波相位观测值对伪距观测值进行滤波，如此得到的平滑伪距观测值的准确性相对来说较低，因为并没有考虑电离层残差的影响。
进一步地，若出现了(3)和/或(4)的情况，令最终电离层残差等于0，这样的话，得到的t历元的平滑伪距观测值是不准确的，为了避免不准确的t历元的平滑伪距观测值对之后的历元如t+1历元、t+2历元等的伪距观测值的平滑结果产生影响，因此需要对滤波器的当前计数进行重置操作。具体的重置操作在下文介绍滤波平滑的方法时详细解释。
下面以i频点为例，介绍对i频点的t历元下的伪距观测值进行滤波平滑的方法。
将接收机接收到的t历元的i频点的原始伪距观测值Pi(t)、滤波器当前计数w、t-1历元的i频点的平滑伪距观测值接收机接收到的t历元的i频点的原始载波相位观测值Li(t)、接收机接收到的t-1历元的i频点的原始载波相位观测值Li(t-1)、最终电离层残差ΔIi，终(t)代入滤波公式，从而可以确定t历元的i频点的平滑伪距观测值；滤波公式为：
其中，滤波器的初始计数为1，滤波器的当前计数w随历元的增长而增加。但是，当t历元有周跳现象发生时，和/或，当第二误差和第一误差的关系不符合第一预设条件和第二预设条件时，t历元的下一历元，即t+1历元的当前计数w重置为1，即重置滤波器。
具体原因为，当t历元有周跳现象发生时，最终电离层残差为0。也就是说，在对原始伪距观测值进行滤波后得到平滑伪距观测值的过程中，没有消除电离层残差的影响，那么得到的t历元的平滑伪距观测值的准确性较低。通过公式2也可以看出，当前历元的平滑伪距观测值是受上一历元的平滑伪距观测值的影响的。因此若t历元的平滑伪距观测值的准确性较低，那么在计算t+1历元的平滑伪距观测值时，若依然使用t历元的平滑伪距观测值，会导致t+1历元的平滑伪距观测值的准确性较低。以此类推，随着历元的不断增长，电离层残差的积累越来越大，之后的每一历元的平滑伪距观测值的准确性越来越差。
因此，若t历元有周跳现象发生，则需要在计算t+1历元的平滑伪距观测值之前，重置滤波器的当前计数，令w＝1。如此，在计算t+1历元的平滑伪距观测值时，w＝1，这样就能够避免t+1历元的平滑伪距观测值受t历元的平滑伪距观测值的影响。
基于同样的道理，当第二误差和第一误差的关系不符合第一预设条件和第二预设条件，令最终电离层残差等于0，得到的t历元的平滑伪距观测值的准确性较低。那么，也需要在计算t+1历元的平滑伪距观测值之前，重置滤波器的当前计数，令w＝1。如此，在计算t+1历元的平滑伪距观测值时，w＝1，这样就能够避免t+1历元的平滑伪距观测值受t历元的平滑伪距观测值的影响。
上述滤波方式利用了载波相位观测值精度远高于码观测值精度的特点，采用了载波相位观测值对伪距观测值进行滤波。同时消除了电离层残差的影响，因此随着历元的增长，不会出现由于电离层残差的累积而使滤波后的伪距观测值越来越不准确的情况，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
若t历元发生周跳或者初始电离层残差和拟合电离层残差的精度均较低的情况，则在t+1历元进行滤波时重置滤波器，从而避免电离层残差的积累，保证滤波后的伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
接下来介绍本发明实施例提供的一种确定t历元下的初始电离层的方法，如图3所示，包括：
步骤301，根据t历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t历元的第一载波相位双频无几何(Geometry-Free，GF)观测值。
在t历元，接收机能够接收到多种不同频点的载波相位观测值。根据其中的两个频点如i频点和j频点的载波相位观测值，能够确定t历元的第一载波相位双频GF观测值。
例如，对t历元的i频点的载波相位观测值Li(t)和t历元的j频点的载波相位观测值Lj(t)做差，得到t历元的第一载波相位双频GF观测值ΔLi,j(t)。
步骤302，根据t-1历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值。
在t-1历元，接收机能够接收到多种不同频点的载波相位观测值。根据其中的两个频点如i频点和j频点的载波相位观测值，能够确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值。
例如，对t-1历元的i频点的载波相位观测值Li(t-1)和t-1历元的j频点的载波相位观测值Lj(t-1)做差，得到t-1历元的第二载波相位双频GF观测值ΔLi,j(t-1)。
步骤303，针对i频点或j频点中的任一频点，根据所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差。
以i频点为例进行介绍。
针对i频点，将所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值代入i频点的电离层残差确定方程中，得到所述i频点在所述t历元下的初始电离层残差；所述电离层残差确定方程为：
其中，ΔIi(t)为所述i频点在所述t历元的初始电离层残差；ΔLi,j(t)为所述第一载波相位双频GF观测值；ΔLi,j(t-1)为所述第二载波相位双频GF观测值；γ用于表征i频点和j频点的转换关系。
根据t历元的两个频点的载波相位观测值确定t历元的第一载波相位双频GF观测值；根据t-1历元的两个频点的载波相位观测值确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值；根据所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差。利用了载波相位观测值精度远高于码观测值精度的特点，通过载波相位观测值确定初始电离层残差，更加准确，过程简单。
下面详细介绍公式3的推导过程。
伪距观测值和载波相位观测值的一般观测方程可表示为：
其中，Pk为k频点的伪距观测值，Lk为k频点的载波相位观测值；ρ为星站几何距离；c为光速；δtr为接收机钟差；δts为卫星钟差；为载波相位观测值或伪距观测值在卫星端的硬件延迟；τr,k为载波相位观测值或伪距观测值在接收机端的硬件延迟；为载波相位观测值在卫星端的小数相位偏差；bk,r为载波相位观测值在接收机端的小数相位偏差；εP为伪距观测值的观测噪声；εL为载波相位观测值的观测噪声；λk为k频点的载波波长，Bk为整周模糊度；Tro为对流层延迟；Ik为k频点一阶电离层延迟，具体表示为：
假定在t历元，接收机接收了两个频点的载波相位观测值，如i频点和j频点。根据公式4-2，对i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值做差，可得：
式中，ΔLi,j(t)即为t历元的第一载波相位双频GF观测值。通过对两个频点的载波相位观测值做差，消除了星站几何距离ρ、对流层延迟Tro、载波相位观测值在接收机端的小数相位偏差bi,r和bj,r的影响，仅剩下整周模糊度Bi和Bj、与距离无关的载波相位观测值或伪距观测值在接收机端的硬件延迟τr,i和τr,j、载波相位观测值或伪距观测值在卫星端的硬件延迟和载波相位观测值在卫星端的小数相位偏差和电离层频间偏差(1-γ)Ii和双频GF组合观测值观测误差εL′。
根据载波相位观测值的观测噪声εL和误差传播定律可得
γ为电离层组合系数，用于表征i频点和j频点之间的转换关系：
根据公式4-5中i频点和j频点之间的转换关系，可以将公式4-4中原本的电离层频间偏差Ii-Ij仅用Ii表示为(1-γ)Ii。
当然，也可以根据公式4-5中i频点和j频点之间的转换关系，将公式4-4中原本的电离层频间偏差Ii-Ij仅用Ij表示为
根据公式4-4同样的方法可以得到t-1历元的第二载波相位双频GF观测值：
令第一载波相位双频GF观测值和第二载波相位双频GF观测值做差。由于卫星和接收机端的硬件延迟具有良好的时间稳定性(通常取天内为定值)，短期内τr,i、τr,j、可视为恒定不变值，因此前后两个历元做差后被消除掉。从而得到载波相位双频GF观测值增量
其中，根据误差传播定律，公式4-7对应的观测误差为：
其中，周跳组合值Si,j具体为：
Si,j＝λi·(Bi(t)-Bi(t-1))-λj·(Bj(t)-Bj(t-1))
＝λi·Zi-λj·Zj 公式4-9
Zi、Zj分别为i频点和j频点的周跳值。
那么公式4-7可进一步表示为：
当t历元未发生周跳时，Zi＝Zj＝0，那么公式4-10进一步表示为：
▽ΔLi,j(t)＝ΔLi,j(t)-ΔLi,j(t-1)
＝-(1-γ)(Ii(t)-Ii(t-1)) 公式4-11
由此可得i频点的初始电离层残差确定方程为：
根据公式4-10也可以看出，若t历元发生了周跳，则初始电离层残差无法计算，进而无法计算拟合电离层残差，那么只能令最终电离层残差等于0。如此最终仅根据载波相位观测值进行滤波得到的平滑伪距观测值的准确性较低。
根据误差传播定律，可以直接得到初始电离层残差ΔIi(t)的第一误差
不同的接收机的载波相位观测值的观测噪声εL不同，若载波相位观测值的观测噪声εL为1mm，当使用L1(1575.42MHZ)、L2(1227.60)频点载波时，即初始电离层残差的第一误差为3mm。
可以想到的是，j频点的初始电离层残差确定方程与i频点的初始电离层残差确定方程不同。
以上仅为示例，接收机接收到的频点不止于i频点和j频点，可以为多个频点。根据接收机接收到的其中两个频点的载波相位观测值，即可确定任一频点的初始电离层残差。本发明实施例对此不做限制。
本发明实施例还提供一种确定t历元无周跳现象发生的方法，包括：
若所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值的差小于所述i频点与所述j频点的波长之差的绝对值，则确定所述t历元无周跳现象发生。
下面详细介绍上述确定t历元无周跳现象发生的方法的推导过程。
根据公式4-10，可知载波相位双频GF观测值增量▽ΔLi,j(t)主要为历元间电离层频间偏差的增量(1-γ)(Ii(t)-Ii(t-1))以及周跳值Zi和Zj。又由于λi·Zi-λj·Zj>>-(1-γ)(Ii(t)-Ii(t-1))，因此在周跳探测时可忽略电离层残差的影响。
公式4-10则可表示为：
根据常识可知，周跳值Zi的最小值为1、Zj的最小值为1。当周跳Zi＝Zj＝1时，公式4-10可表示为：
由此可得如下的周跳探测公式：
上述确定无周跳现象发生的方法使用到了在确定初始电离层残差时使用到的值：第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，如此，若确定无周跳现象发生，即可直接确定初始电离层，提高了滤波的效率。
由于电离层残差在短期内变化较小，因此本发明实施例引入m阶多项式拟合方法对n个初始电离层进行拟合。
设有n个历元，多项式阶数为m，则可建立如下m阶多项式观测方程：
L＝B·x 公式6-1
其中，L为所述n个初始电离层残差形成的矩阵；B为任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵；x为多项式拟合系数。
L＝[ΔIi(t1) ΔIi(t2) ... ΔIi(tn)]T；
x＝[α1 α2 ... αn]T；
其中x为未知量，为了保证m阶多项式观测方程可解，令n≥m+2。
通过最小二乘法对上述m阶多项式观测方程求解，解得所述多项式拟合系数x：
x＝(BTB)-1BTL 公式6-2
根据所述多项式拟合系数x与任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵B，确定n个拟合电离层残差
那么，根据n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差可以确定所述n个拟合电离层残差的拟合误差：
v＝B·x-L 公式6-3
其中，拟合误差v＝[v1 v2 ... vn]T。
根据所述拟合误差、所述n和所述m确定n个历元的n个拟合电离层残差的误差：
由于电离层残差在短期内变化较小，因此引入m阶多项式拟合方法对n个初始电离层进行拟合。以确定n个拟合电离层残差，其中就包括t历元的拟合电离层残差。这里确定的t历元的拟合电离层残差是根据n个历元的初始电离层残差的变化确定得到的，可以提高拟合的n个拟合电离层残差的准确性。
通过上述方式确定的n个拟合电离层残差考虑到了初始电离层残差的变化情况，因此拟合电离层残差比初始电离层残差更加准确的可能性较大。又确定n个历元的拟合电离层残差对应的第二误差，由于短期内电离层残差变化不大，所以采用上述方式确定的n个历元的拟合电离层残差对应的误差可以作为t历元的拟合电离层残差对应的第二误差，反映t历元的拟合电离层残差的准确度。
对n个初始电离层残差进行拟合的方法不限于上面介绍的m阶多项式拟合方法，还可采用线性回归等方法。
线性回归方法：
线性回归，顾名思义是利用线性模型对数据点进行拟合的，常见的广义线性模型如下：
f(x)＝w1x1+w2x2+…+wdxd+b
将上面的广义向量模型用向量的形式表示出来如下：
f(x)＝wTX+b
其中f(x)为n个初始电离层残差形成的矩阵；w为任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵；X为多项式拟合系数。
通过与m阶多项式拟合方法相同的方法可以求得n个拟合电离层残差，及t历元的拟合电离层残差对应的第二误差。本发明实施例对此不做赘述。
如此，可以将得到的第一误差和第二误差进行比较，根据他们之间的关系确定采用t历元下的初始电离层残差还是t历元下的拟合电离层残差来对i频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
详细的滤波方法参考之前所述，在此不再赘述。
为了更好的解释本发明实施例，下面将在具体实施场景下来描述上述对伪距观测值进行滤波的流程。如图4所示，包括：
步骤401，获取t历元的i频点的载波相位观测值和t历元的j频点的载波相位观测值。对t历元的i频点的载波相位观测值和t历元的j频点的载波相位观测值做差，得到第一载波相位双频GF观测值。
步骤402，获取t-1历元的i频点的载波相位观测值和t-1历元的j频点的载波相位观测值。对t-1历元的i频点的载波相位观测值和t-1历元的j频点的载波相位观测值做差，得到第二载波相位双频GF观测值。
步骤403，判断第一载波相位双频GF观测值和第二载波相位双频GF观测值的差是否小于所述i频点与所述j频点的波长之差的绝对值，若小于，则确定t历元无周跳现象发生，进入步骤404。若不小于，则确定t历元有周跳现象发生，进入步骤412。
步骤404，将第一载波相位双频GF观测值和第二载波相位双频GF观测值代入i频点的电离层残差确定方程中，得到所述i频点在所述t历元下的初始电离层残差。
电离层残差确定方程为：
其中，ΔIi(t)为所述i频点在所述t历元的初始电离层残差；ΔLi,j(t)为所述第一载波相位双频GF观测值；ΔLi,j(t-1)为所述第二载波相位双频GF观测值；γ用于表征i频点和j频点的转换关系。
步骤405，根据观测噪声和误差传播定律，确定所述t历元下的初始电离层残差的第一误差。
步骤406，获取t历元之前的连续的n-1个历元，采用相同的方式确定n-1个历元均无周跳现象发生。
步骤407，获取包括t历元在内的n个历元的n个初始电离层残差，以及任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差。n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差。
拟合方法可以为m阶多项式拟合方法或线性回归方法，本发明实施例对此不做限制。
步骤408，根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元下的拟合电离层残差的第二误差。
步骤409，判断第二误差与所述第一误差的关系是否满足第一预设条件，若满足第一预设条件，则进入步骤410；若不满足第一预设条件，且满足第二预设条件，则进入步骤411；若不满足第一预设条件，且不满足第二预设条件，则进入步骤412。
步骤410，基于所述t历元下的拟合电离层残差、t历元的原始载波相位观测值、t-1历元的原始载波相位观测值、t-1历元的平滑伪距观测值，对i频点在所述t历元下的伪距观测值进行平滑滤波。
步骤411，基于所述t历元下的初始电离层残差、t历元的原始载波相位观测值、t-1历元的原始载波相位观测值、t-1历元的平滑伪距观测值，对i频点在所述t历元下的伪距观测值进行平滑滤波。
步骤412，基于t历元的原始载波相位观测值、t-1历元的原始载波相位观测值、t-1历元的平滑伪距观测值，对i频点在所述t历元下的伪距观测值进行平滑滤波。
步骤413，对i频点在所述t历元下的伪距观测值进行平滑滤波后，在对t+1历元下的伪距观测值进行平滑滤波之前，重置滤波器的当前计数为1。
基于相同的技术构思，图5示例性的示出了本发明实施例提供的一种对伪距观测值进行滤波的装置的结构，该结构可以执行对伪距观测值进行滤波的流程。
如图5所示，该装置具体包括：
处理单元501，用于：
针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，并根据观测噪声和误差传播定律，确定所述t历元下的初始电离层残差的第一误差；
根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差；所述n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差；所述n个历元为所述t历元以及位于所述t历元之前的n-1个历元；所述n个历元为无周跳现象发生的连续的n个历元；
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元的拟合电离层残差的第二误差；
滤波单元502，用于：
判断所述第二误差与所述第一误差的关系是否满足第一预设条件，若满足，则基于所述t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
针对任一频点，在确定t历元的初始电离层残差后，根据观测噪声和误差传播定律，确定该初始电离层残差的第一误差。根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差，n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差。这里确定的拟合电离层残差是根据n个历元的初始电离层残差的变化确定得到的，可能比初始电离层残差的精度更高。确定t历元的拟合电离层残差的第二误差，若第二误差与所述第一误差的关系满足第一预设条件，则可证明拟合电离层残差更准确。因此基于更加准确的t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
可选地，所述滤波单元502还用于：
若确定所述第二误差与所述第一误差的关系不满足所述第一预设条件，且满足第二预设条件，则基于所述t历元下的初始电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
有可能第二误差与第一误差的关系不符合第一预设条件，但若第二误差与所述第一误差的关系满足第二预设条件，即，初始电离层残差的准确度依然较高，则基于更加准确的t历元下的初始电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
可选地，所述处理单元501具体用于：
根据t历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t历元的第一载波相位双频无几何GF观测值；
根据t-1历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值；
针对i频点或j频点中的任一频点，根据所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差。
根据t历元的两个频点的载波相位观测值确定t历元的第一载波相位双频GF观测值；根据t-1历元的两个频点的载波相位观测值确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值；根据所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差。利用了载波相位观测值精度远高于码观测值精度的特点，通过载波相位观测值确定初始电离层残差，更加准确，过程简单。
可选地，所述处理单元501具体用于：
若所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值的差小于所述i频点与所述j频点的波长之差的绝对值，则确定所述t历元无周跳现象发生。
上述确定无周跳现象发生的方法使用到了在确定初始电离层残差时使用到的值：第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值，如此，若确定无周跳现象发生，即可直接确定初始电离层，提高了滤波的效率。
可选地，所述处理单元501具体用于：
针对i频点，将所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值代入i频点的电离层残差确定方程中，得到所述i频点在所述t历元下的初始电离层残差；所述电离层残差确定方程为：
其中，ΔIi(t)为所述i频点在所述t历元的初始电离层残差；ΔLi,j(t)为所述第一载波相位双频GF观测值；ΔLi,j(t-1)为所述第二载波相位双频GF观测值；γ用于表征i频点和j频点的转换关系。
针对i频点，通过对第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值做差，可以消除伪距信号在卫星和接收机端的硬件延迟、卫星端的小数相位偏差的影响，又由于无周跳现象发生，还可进一步消除周跳值的影响，如此极大提高了确定的初始电离层残差的准确性。
可选地，所述处理单元501具体用于：
将所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差代入m阶多项式观测方程；通过对所述m阶多项式观测方程进行求解，得到n个拟合电离层残差；n≥m+2；所述m阶多项式观测方程为：
L＝B·x；L为所述n个初始电离层残差形成的矩阵；B为任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵；x为多项式拟合系数。
由于电离层残差在短期内变化较小，因此引入m阶多项式拟合方法对n个初始电离层进行拟合。以确定n个拟合电离层残差，其中就包括t历元的拟合电离层残差。这里确定的t历元的拟合电离层残差是根据n个历元的初始电离层残差的变化确定得到的，可以提高拟合的n个拟合电离层残差的准确性。
可选地，所述处理单元501具体用于：
采用最小二乘法对所述m阶多项式观测方程求解，解得所述多项式拟合系数x；
根据所述多项式拟合系数x与任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵B，确定所述n个拟合电离层残差；
所述处理单元501具体用于：
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述n个拟合电离层残差的拟合误差；
根据所述拟合误差、所述n和所述m确定所述t历元的拟合电离层残差对应的第二误差。
通过上述方式确定的n个拟合电离层残差考虑到了初始电离层残差的变化情况，因此拟合电离层残差比初始电离层残差更加准确的可能性较大。又确定n个历元的拟合电离层残差对应的第二误差，由于短期内电离层残差变化不大，所以采用上述方式确定的n个历元的拟合电离层残差对应的误差可以作为t历元的拟合电离层残差对应的第二误差，反映t历元的拟合电离层残差的准确度。
可选地，所述滤波单元502具体用于：
将接收机接收到的t历元的i频点的原始伪距观测值Pi(t)、滤波器当前计数w、t-1历元的i频点的平滑伪距观测值接收机接收到的t历元的i频点的原始载波相位观测值Li(t)、接收机接收到的t-1历元的i频点的原始载波相位观测值Li(t-1)、最终电离层残差ΔIi，终(t)代入滤波公式，从而可以确定t历元的i频点的平滑伪距观测值；所述滤波公式为：
上述滤波方式消除了电离层残差的影响，因此随着历元的增长，不会出现由于电离层残差的累积而使滤波后的伪距观测值越来越不准确的情况，实现无发散滤波，避免了电离层残差导致的滤波发散，提高了伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
可选地，所述滤波单元502还用于：
若确定所述t历元有周跳现象发生，或所述第二误差与所述第一误差的关系不满足所述第一预设条件且不满足所述第二预设条件，则在对t+1历元的伪距观测值进行滤波前，重置所述滤波器当前计数为1。
若发生周跳，则重置滤波器，从而避免电离层残差的积累，保证滤波后的伪距观测值的精度，从而提高了导航定位精度。
基于相同的技术构思，本申请实施例提供了一种计算机设备，如图6所示，包括至少一个处理器601，以及与至少一个处理器连接的存储器602，本申请实施例中不限定处理器601与存储器602之间的具体连接介质，图6中处理器601和存储器602之间通过总线连接为例。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
在本申请实施例中，存储器602存储有可被至少一个处理器601执行的指令，至少一个处理器601通过执行存储器602存储的指令，可以执行上述对伪距观测值进行滤波的方法的步骤。
其中，处理器601是计算机设备的控制中心，可以利用各种接口和线路连接计算机设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器602内的指令以及调用存储在存储器602内的数据，从而进行对伪距观测值进行滤波。可选的，处理器601可包括一个或多个处理单元，处理器601可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器601中。在一些实施例中，处理器601和存储器602可以在同一芯片上实现，在一些实施例中，它们也可以在独立的芯片上分别实现。
处理器601可以是通用处理器，例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器602作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器602可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random AccessMemory，RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，PROM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器602是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器602还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行程序，计算机可执行程序用于使计算机执行上述任一方式所列的对伪距观测值进行滤波的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种对伪距观测值进行滤波的方法，其特征在于，包括：
针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，并根据观测噪声和误差传播定律，确定所述t历元下的初始电离层残差的第一误差；
根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差；所述n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差；所述n个历元为所述t历元以及位于所述t历元之前的n-1个历元；所述n个历元为无周跳现象发生的连续的n个历元；
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元下的拟合电离层残差的第二误差；
判断所述第二误差与所述第一误差的关系是否满足第一预设条件，若满足，则基于所述t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波；
其中，所述针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，包括：
根据t历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t历元的第一载波相位双频无几何GF观测值；
根据t-1历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值；
若所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值的差小于所述i频点与所述j频点的波长之差的绝对值，则确定所述t历元无周跳现象发生；
针对i频点，将所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值代入i频点的电离层残差确定方程中，得到所述i频点在所述t历元下的初始电离层残差；所述电离层残差确定方程为：
其中，ΔIi(t)为所述i频点在所述t历元的初始电离层残差；ΔLi,j(t)为所述第一载波相位双频GF观测值；ΔLi,j(t-1)为所述第二载波相位双频GF观测值；γ用于表征i频点和j频点的转换关系。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若确定所述第二误差与所述第一误差的关系不满足所述第一预设条件，且满足第二预设条件，则基于所述t历元下的初始电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差，包括：
将所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差代入m阶多项式观测方程；通过对所述m阶多项式观测方程进行求解，得到n个拟合电离层残差；n≥m+2；所述m阶多项式观测方程为：
L＝B·x；L为所述n个初始电离层残差形成的矩阵；B为任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵；x为多项式拟合系数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过对所述m阶多项式观测方程进行求解，得到n个拟合电离层残差，包括：
采用最小二乘法对所述m阶多项式观测方程求解，解得所述多项式拟合系数x；
根据所述多项式拟合系数x与任一历元与所述n个历元中首个历元间的时间差形成的矩阵B，确定所述n个拟合电离层残差；
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元的拟合电离层残差对应的第二误差，包括：
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述n个拟合电离层残差的拟合误差；
根据所述拟合误差、所述n和所述m确定所述t历元的拟合电离层残差对应的第二误差。
5.一种对伪距观测值进行滤波的装置，其特征在于，包括：
处理单元，用于：
针对任一频点，在确定t历元无周跳现象发生时，确定所述频点在所述t历元下的初始电离层残差，并根据观测噪声和误差传播定律，确定所述t历元下的初始电离层残差的第一误差；
根据所述频点在n个历元下的n个初始电离层残差和任一历元与所述n个历元中的首个历元间的时间差，对所述n个初始电离层残差进行拟合，得到n个拟合电离层残差；所述n个拟合电离层残差中包括t历元下的拟合电离层残差；所述n个历元为所述t历元以及位于所述t历元之前的n-1个历元；所述n个历元为无周跳现象发生的连续的n个历元；
根据所述n个初始电离层残差和所述n个拟合电离层残差确定所述t历元的拟合电离层残差的第二误差；
滤波单元，用于：
判断所述第二误差与所述第一误差的关系是否满足第一预设条件，若满足，则基于所述t历元下的拟合电离层残差对所述频点在所述t历元下的伪距观测值进行滤波；
所述处理单元，具体用于：
根据t历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t历元的第一载波相位双频无几何GF观测值；
根据t-1历元下i频点的载波相位观测值和j频点的载波相位观测值，确定t-1历元的第二载波相位双频GF观测值；
若所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值的差小于所述i频点与所述j频点的波长之差的绝对值，则确定所述t历元无周跳现象发生；
针对i频点，将所述第一载波相位双频GF观测值和所述第二载波相位双频GF观测值代入i频点的电离层残差确定方程中，得到所述i频点在所述t历元下的初始电离层残差；所述电离层残差确定方程为：
其中，ΔIi(t)为所述i频点在所述t历元的初始电离层残差；ΔLi,j(t)为所述第一载波相位双频GF观测值；ΔLi,j(t-1)为所述第二载波相位双频GF观测值；γ用于表征i频点和j频点的转换关系。
6.一种计算设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于调用所述存储器中存储的计算机程序，按照获得的程序执行权利要求1至4任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行程序，所述计算机可执行程序用于使计算机执行权利要求1至4任一项所述的方法。
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