CN115236711B - 动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法及系统,具体涉及模糊度固定技术领域。所述方法包括:根据上一历元下系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算系统的宽巷接收机硬件延迟;基于上一历元下系统的浮点单差窄巷、固定单差窄巷和非差窄巷模糊度向量计算系统的窄巷接收机硬件延迟;根据两个系统的宽巷接收机硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到宽巷固定模糊度;在未发生周跳前,根据当前历元下的无电离层模糊度和宽巷固定模糊度估计单差浮点窄巷模糊度并修正得到修成窄巷模糊度;根据因数阵、和修正窄巷模糊度得到窄巷固定模糊度。本发明可提高模糊度固定的成功率和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及模糊度固定技术领域,特别是涉及一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法及系统。
背景技术
在动态精密点定位中,动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定技术可以帮助用户实时快速获得厘米级精度的位置解。动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定的基础是相位硬件延迟偏差(UPD)改正数产品的实时获取和良好的卫星网络构型。UPD产品可以通过实时通信技术获得,而观测卫星网络构型与用户所在观测环境的优劣直接相关,当用户位于高遮挡观测环境时,可视卫星数少且卫星均具有较高的观测高度角。在这种卫星构型过于集中的情况下,即便接收机有能力接收多系统信号,依然存在模糊度数量不足和固定困难的问题,所以需要一种提高模糊度固定成功率和可靠性的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法及系统,可提高模糊度固定的成功率和可靠性。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法,包括:
当前迭代次数下,对于任意两个卫星导航系统,在上一历元下,获取各卫星导航系统内各卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下各卫星导航系统内各卫星的浮点宽巷模糊度以及各卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量、浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量;
根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟;
计算两个所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟之差得到系统间宽巷硬件延迟之差;
基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟;
计算两个所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟之差得到系统间窄巷硬件延迟之差;
在当前历元下,在两个卫星导航系统内各选一个卫星,获取当前历元下两个所述卫星之间的宽巷单差模糊度并根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度;
在未发生周跳前,根据当前历元下的无电离层模糊度和当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度得到两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度;
根据所述系统间窄巷硬件延迟之差对两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度进行修正得到修正窄巷模糊度;
根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,并更新历元进入下次迭代直到固定失败;所述其余参数为位置参数、接收机钟差和所有模糊度参数;所述系统对流参数包括钟差系统间偏差和对流层延迟参数。
可选的,所述根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟,具体包括:
对于任意一个卫星导航系统内的任意一个卫星,根据所述卫星的宽巷UPD改正数对所述卫星的浮点宽巷模糊度进行改正得到改正后的浮点宽巷模糊度;
根据所述改正后的浮点宽巷模糊度得到所述卫星对应的宽巷接收机硬件延迟;
根据所述卫星导航系统内所有卫星对应的宽巷接收机硬件延迟计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟。
可选的,所述基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟,具体包括:
基于所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量对所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量进行约束得到所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量;
基于所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟。
可选的,所述根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度,具体包括:
根据所述系统间宽巷硬件延迟之差对两个卫星之间的宽巷单差模糊度进行修正得到修正宽巷模糊度;
对所述修正宽巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度。
可选的,所述根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,具体包括:
根据所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵、所述当前历元的系统对流参数的因数阵、所述上一历元的系统对流参数和所述当前历元的系统对流参数对所述其余参数进行约束得到约束后的其余参数;
根据所述约束后的其余参数、所述修正窄巷模糊度和上一历元下的窄巷固定模糊度对待固定参数进行约束得到约束后的待固定参数;所述待固定参数为除上一历元有记录固定解的当前历元已修正的窄巷模糊度的参数;
根据所述约束后的待固定参数得到上一历元无记录固定解的窄巷模糊度;
根据所述当前历元的系统对流参数的因数阵和所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵对其余参数的因数阵进行约束得到约束后的其余参数的因数阵;
根据所述约束后的其余参数的因数阵对待固定参数的因数阵进行约束得到约束后的待固定参数的因数阵;
根据所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度和所述待固定参数的因数阵的子矩阵用LAMBDA方法对所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的窄巷固定模糊度。
一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定系统,包括:
获取模块,用于当前迭代次数下,对于任意两个卫星导航系统,在上一历元下,获取各卫星导航系统内各卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下各卫星导航系统内各卫星的浮点宽巷模糊度以及各卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量、浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量;
宽巷接收机硬件延迟计算模块,用于根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟;
系统间宽巷硬件延迟之差计算模块,用于计算两个所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟之差得到系统间宽巷硬件延迟之差;
窄巷接收机硬件延迟计算模块,用于基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟;
系统间窄巷硬件延迟之差计算模块,用于计算两个所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟之差得到系统间窄巷硬件延迟之差;
宽巷固定模糊度确定模块,用于在当前历元下,在两个卫星导航系统内各选一个卫星,获取当前历元下两个所述卫星之间的宽巷单差模糊度并根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度;
单差浮点窄巷模糊度计算模块,用于在未发生周跳前,根据当前历元下的无电离层模糊度和当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度得到两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度;
窄巷修正模块,用于根据所述系统间窄巷硬件延迟之差对两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度进行修正得到修正窄巷模糊度。
窄巷固定模糊度确定模块,用于根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,并更新历元进入下次迭代直到固定失败;所述其余参数为位置参数、接收机钟差和所有模糊度参数;所述系统对流参数包括钟差系统间偏差和对流层延迟参数。
可选的,所述宽巷接收机硬件延迟计算模块,具体包括:
浮点宽巷模糊度改正单元,用于对于任意一个卫星导航系统内的任意一个卫星,根据所述卫星的宽巷UPD改正数对所述卫星的浮点宽巷模糊度进行改正得到改正后的浮点宽巷模糊度;
卫星宽巷接收机硬件延迟计算单元,用于根据所述改正后的浮点宽巷模糊度得到所述卫星对应的宽巷接收机硬件延迟;
系统宽巷接收机硬件延迟计算单元,用于根据所述卫星导航系统内所有卫星对应的宽巷接收机硬件延迟计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟。
可选的,所述窄巷接收机硬件延迟计算模块,具体包括:
非差窄巷模糊度向量约束单元,用于基于所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量对所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量进行约束得到所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量;
系统窄巷接收机硬件延迟计算单元,用于基于所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟。
可选的,所述宽巷固定模糊度确定模块,具体包括:
宽巷修正单元,用于根据所述系统间宽巷硬件延迟之差对两个卫星之间的宽巷单差模糊度进行修正得到修正宽巷模糊度;
宽巷固定单元,用于对所述修正宽巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度。
可选的,所述窄巷固定模糊度确定模块,具体包括:
其余参数约束单元,用于根据所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵、所述当前历元的系统对流参数的因数阵、所述上一历元的系统对流参数和所述当前历元的系统对流参数对所述其余参数进行约束得到约束后的其余参数;
待固定参数约束单元,用于根据所述约束后的其余参数、所述修正窄巷模糊度和上一历元下的窄巷固定模糊度对待固定参数进行约束得到约束后的待固定参数;所述待固定参数为除上一历元有记录固定解的当前历元已修正的窄巷模糊度的参数;
上一历元无记录固定解的窄巷模糊度确定单元,用于根据所述约束后的待固定参数得到上一历元无记录固定解的窄巷模糊度;
其余参数的因数阵约束单元,用于根据所述当前历元的系统对流参数的因数阵和所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵对其余参数的因数阵进行约束得到约束后的其余参数的因数阵;
待固定参数的因数阵约束单元,用于根据所述约束后的其余参数的因数阵对待固定参数的因数阵进行约束得到约束后的待固定参数的因数阵;
窄巷固定模糊度单元,用于根据所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度和所述待固定参数的因数阵的子矩阵用LAMBDA方法对所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的窄巷固定模糊度。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明根据卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟;基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟;在两个卫星导航系统内各选一个卫星,获取当前历元下两个卫星之间的宽巷单差模糊度并根据两个卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到两个卫星之间的宽巷固定模糊度;在未发生周跳前,根据当前历元下的无电离层模糊度和当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度得到两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度,根据所述系统间窄巷硬件延迟之差对两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度进行修正得到修正窄巷模糊度;根据修正窄巷模糊度和因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,并更新历元进入下次迭代直到固定失败,本发明利用系统间接收机硬件延迟之差和单差模糊得到固定模糊度,可提高模糊度固定的成功率和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,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,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,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动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法的流程图。
具体实施方式
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
现有技术仅能在各导航卫星导航系统内部进行模糊度组合,为了克服该不足,本发明提供一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法。考虑到被模糊度吸收的各系统接收机硬件延迟之差在较短时间内具有稳定性,当用户位于低遮挡环境且动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定状态时,逐历元实时估计并保存/更新模糊度吸收的各系统硬件延迟之差,同时记录已固定的模糊度。当检测到可观测卫星数显著减少,说明系统进入高遮挡环境,则启用最新记录的系统间接收机硬件延迟之差,构建多系统紧组合模糊度。另外,可在未检测到周跳的情况下,利用上一历元已固定模糊度对当前历元模糊度进行约束,再尝试固定当前历元模糊度。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:通过在良好观测环境中固定模糊度后记录已固定模糊度并实时估计系统间接收机硬件延迟之差,在进入高遮挡观测环境后利用系统间硬件延迟之差恢复系统间单差模糊度的整数特性,从而固定模糊度获得位置固定解。在传统的逐历元解算的动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定动态精密点定位算法基础上,本发明提供的动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法大体步骤如图1所示,包括:
第一步,在当前模糊度成功固定后,将已固定的模糊度参数存储于向量(窄巷固定模糊度),钟差的系统间偏差和天顶对流层延迟参数存储于向量/>
第二步,估计系统间硬件延迟之差。利用已固定的模糊度信息,分别估计宽巷和窄巷系统间硬件延迟之差,分别存储于δWL,r,A-B和δNL,r,A-B,数量为观测卫星导航系统数减一。
第三步,进入下一历元,根据观测卫星数判断观测环境,如果无遮挡或低遮挡,则继续执行现有技术方法;如果发现遮挡,则采用高遮挡环境动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法,进入第四步。
第四步,利用作为强条件约束当前历元除钟差的系统间偏差和天顶对流层延迟参数外的各参数/>
第四步,除了各系统内部组合单差模糊度,选取各系统高度角最高的卫星,在系统间构建独立的单差模糊度。
第五步,根据组合的单差卫星对,先利用宽巷UPD改正数和记录的宽巷系统间硬件延迟之差δWL,r,A-B修正宽巷模糊度之后进行固定。
第六步,在未发现周跳的情况下,利用前序历元已固定模糊度对当前历元无电离层模糊度/>进行约束。
第七步,使用第五步中固定的宽巷模糊度和约束后的无电离层组合模糊度估计窄巷模糊度利用窄巷UPD改正数和记录的窄巷系统间硬件延迟之差δNL,r,A-B对该窄巷模糊度进行修正。之后,使用LAMBDA方法固定窄巷模糊度。
第八步,如果固定成功,返回第一步估计新的系统间硬件延迟之差δWL,r,A-B和δNL,r,A-B;固定失败则通知用户丢失连续固定状态。
具体步骤如下:
当前迭代次数下,对于任意两个卫星导航系统,在上一历元下,获取各卫星导航系统内各卫星的宽巷UPD改正数上一历元下各卫星导航系统内各卫星的浮点宽巷模糊度/>以及各卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量/>浮点单差窄巷模糊度向量/>和固定单差窄巷模糊度向量/>
根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟bWL,r,A(i)。
计算两个所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟之差得到系统间宽巷硬件延迟之差δWL,r,A-B。
基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟bNL,r,A。
计算两个所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟之差得到系统间窄巷硬件延迟之差δNL,r,A-B。
在当前历元下,在两个卫星导航系统内各选一个卫星,获取当前历元下两个所述卫星之间的宽巷单差模糊度并根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到在当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度/>具体的两个卫星之间的宽巷单差模糊度确定过程为:选取各系统高度角最高的卫星,在系统间构建独立的单差模糊度。
在未发生周跳前,根据当前历元下的无电离层模糊度和当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度得到两个卫星之间的对应的单差浮点窄巷模糊度
根据所述系统间窄巷硬件延迟之差对两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度进行修正得到修正窄巷模糊度
根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,并更新历元进入下次迭代直到固定失败;所述其余参数为位置参数、接收机钟差和所有模糊度参数;所述系统对流参数包括钟差系统间偏差和对流层延迟参数。
在实际应用中,所述根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟,具体包括:
对于任意一个卫星导航系统内的任意一个卫星,根据所述卫星的宽巷UPD改正数对所述卫星的浮点宽巷模糊度进行改正得到改正后的浮点宽巷模糊度。(在实际应用中根据公式计算改正后的浮点宽巷模糊度,其中/>为A卫星导航系统接收机r卫星s的浮点宽巷模糊度,/>为A卫星导航系统接收机r卫星s改正后的浮点宽巷模糊度;/>为卫星s的宽巷UPD改正数)。
根据所述改正后的浮点宽巷模糊度得到所述卫星对应的宽巷接收机硬件延迟bWL,r,A(s),(在实际应用中,对于某一接收机,接收机硬件延迟对于其观测的所有卫星模糊度为同一值,即为UPD改正后模糊度的小数部分,所以可以根据公式得到由卫星s计算的宽巷接收机硬件延迟,其中[]为取整符号)。
根据所述卫星导航系统内所有卫星对应的宽巷接收机硬件延迟计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟bWL,r,A(i)(在实际应用中,可以根据公式计算历元i观测的A卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟,其中,j表示卫星序号,ps为由卫星高度角确定的权)。
由于单历元解算的bWL,r,A(i)容易受到噪声影响,所以在实际应用中,在根据所述卫星导航系统内所有卫星对应的宽巷接收机硬件延迟计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟之后还包括:
采用公式bWL,r,A=<bWL,r,A(i)>n (4)对历元i观测的A卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟进行时序平滑消除噪声,其中<>n为n个历元的时序平滑函数。
在实际应用中,所述基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟,具体包括:
基于所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量对所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量进行约束得到所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量(在实际应用中根据公式 计算约束后的非差窄巷模糊度向量式中/>为约束前的非差窄巷模糊度向量,/>为其约束后的值,/>和/>分别为/>和/>的协因数阵;/>和/>为浮点和固定的单差模糊度向量;S为非差窄巷模糊度向量转换至单差窄巷模糊度向量的转换矩阵)。
基于所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟(在实际应用中,根据公式 计算A卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟bNL,r,A,其中/>是所有卫星的约束后的非差窄巷模糊度向量,A系统模糊度j个,/>是向量/>里属于A卫星导航系统的j个元素中的任一个元素,即公式(6)仅以A卫星导航系统为例,其中s为A卫星导航系统的任一卫星,/>为s卫星约束后的非差窄巷模糊度)。
在实际应用中,所述根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度,具体包括:
根据所述系统间宽巷硬件延迟之差对两个卫星之间的宽巷单差模糊度进行修正得到修正宽巷模糊度
对所述修正宽巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度。
在实际应用中,所述根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,具体包括:
根据所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵、所述当前历元的系统对流参数的因数阵、所述上一历元的系统对流参数和所述当前历元的系统对流参数对所述其余参数进行约束得到约束后的其余参数。
根据所述约束后的其余参数、所述修正窄巷模糊度和上一历元下的窄巷固定模糊度对待固定参数进行约束得到约束后的待固定参数;所述待固定参数为除上一历元有记录固定解的当前历元已修正的窄巷模糊度的参数。
根据所述约束后的待固定参数得到上一历元无记录固定解的窄巷模糊度。
根据所述当前历元的系统对流参数的因数阵和所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵对其余参数的因数阵进行约束得到约束后的其余参数的因数阵。
根据所述约束后的其余参数的因数阵对待固定参数的因数阵进行约束得到约束后的待固定参数的因数阵。
根据所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度和所述待固定参数的因数阵的子矩阵用LAMBDA方法对所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的窄巷固定模糊度。
本发明提供了一种更加具体的动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法,在开阔观测环境中,动态PPP-AR用户在每个历元模糊度固定完成后,执行以下步骤:
1.存储已固定模糊度与参数信息:
在良好观测环境中,将已固定的模糊度(窄巷固定模糊度)整数存储于向量钟差的系统间偏差参数和天顶对流层延迟参数存储于向量/>存储向量占用的内存在各历元解算结束后不进行数据擦除。
2.估计宽巷系统间硬件延迟之差:
根据公式(1)计算卫星UPD改正后的浮点宽巷模糊度。
根据公式(2)得到根据卫星s计算的接收机硬件延迟。
根据公式(3)计算卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟。
由于单历元解算的bWL,r,A(i)容易受到噪声影响,根据公式(4)对卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟进行平滑。
计算A和B两个导航卫星系统的宽巷接收机硬件延迟之差。
以GPS系统为基准系统A,估计各个系统相对于GPS系统的硬件延迟之差并更新存储数据。
3.估计窄巷系统间硬件延迟之差:
由于仅有非差窄巷模糊度中包含接收机硬件延迟误差,所以仅能使用非差窄巷模糊度估计接收机硬件延迟参数。但由于非差窄巷模糊度波长短,很容易受到各类误差影响,非差窄巷模糊度估计的接收机硬件延迟精准度极差。为了增强估计的可靠性,利用UPD改正的单差模糊度对非差窄巷模糊度值与其协因数阵进行约束,利用约束后的非差窄巷模糊度进行硬件延迟解算。根据公式(5)进行约束。
约束后,同一个系统的非差窄巷模糊度在UPD改正后小数部分高度一致。根据公式(6)计算A卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟。
计算A和B两个导航卫星系统的窄巷接收机硬件延迟之差。
估计每个系统相对于GPS系统的窄巷接收机硬件延迟之差并进行数据存储。当同时观测g个GNSS系统时,δWL,r和δNL,r的数量均为g-1。
当用户处于低遮挡观测环境时,上述步骤在每个历元模糊度固定成功后执行,执行完毕即进入下一历元。在之后的历元中,在本实施例中以观测三个GNSS系统为例,当接收机观测三的卫星总数不大于9颗,则认为进入高遮挡环境。传统的三系统PPP需要固定的非模糊度参数为3个位置参数、1个接收机钟差参数、1个天顶对流层延迟参数和2个钟差的系统间偏差参数共7个参数,即需要7个固定的星间单差模糊度进行约束。但在高遮挡环境中,情况将变得极其艰难,很可能无法固定甚至无法构建7个单差模糊度。以三系统各观测3颗卫星为例,采用松组合模式时仅能构造6个单差模糊度,无法满足固定解对模糊度数的最低要求,而当采用本实施例提出的紧组合方法时则有机会尝试获得固定解。进入高遮挡环境后,执行以下步骤
1.约束钟差的系统间偏差和对流层延迟参数:
一般而言,在接收机位置变化不大的情况下,天顶对流层延迟参数在数十分钟内均可视为已知值。在本实施例中,天顶对流层延迟参数的模糊度固定解存储于并在其之后的半个小时内视为已知值。
与接收机钟差参数不同,钟差的系统间偏差参数在短时间内具有稳定性,而对于历元间隔为1秒的动态PPP定位模式而言,上一历元的钟差系统偏差参数的模糊度固定解在当前历元可视为已知值,在低遮挡环境中存储于
进入高遮挡环境后的第一个历元,PPP解算流程结束进入模糊度固定模块,首先利用上一历元存储的模糊度固定解约束当前历元的钟差系统间偏差和天顶对流层延迟参数。进行参数约束有两个目的,其一是减少待固定的参数数量,减少对固定模糊度数量的要求;其二是通过增加约束增强模糊度参数的准确性,增加模糊度固定的成功率和正确率。
对其余各参数及其协因数阵的约束过程为
其中,和/>分别为当前历元钟差系统间偏差和对流层延迟参数和上一历元记录的钟差系统间偏差和对流层延迟参数。/>和/>分别为约束前和约束后的位置参数、接收机钟差和所有的模糊度参数,/>和/>分别为其对应的因数阵。所有参数p可写为p=[x,y],y中包含了位置参数、接收机钟差和所有的模糊度参数。/>为/>参数的因数阵,/>为两类参数的协因数阵。
2.消除窄巷UPD基准变化对系统间硬件延迟之差的影响
窄巷UPD改正数序列在生成过程中会随着卫星高度角和观测时间的变化更换参考基准。由于每个GNSS系统的基准是独立的,当仅在系统内选取卫星组建单差模糊度时,基准将被消除;但对于模糊度紧组合模式,由于UPD基准会被接收机硬件延迟吸收,不同系统间构建单差模糊度时,任一系统发生基准变化都将导致上一历元估计的系统间接收机硬件延迟之差失去可用性。因此,有必要消除UPD基准变化的影响,以保证估计的系统间接收机硬件延迟之差是准确的。
当基准未发生变化时,连续的两组窄巷UPD改正数的重心不会有较大变化,A卫星导航系统第i历元j颗卫星的窄巷UPD改正数的重心bA,c(i)计算式为
式中bs为卫星s的UPD。连续两个历元的窄巷UPD改正数重心之差为
difA,c=bA,c(i)-bA,c(i-1) (9)
本实施例中选取|difA,c|<0.1周作为阈值,当超过阈值时,需要对窄巷系统间硬件延迟之差进行校正:
或
式中和/>为校正后的窄巷系统间硬件延迟之差。
3.构建系统间紧组合单差模糊度
除了各系统内组建的单差模糊度,选取各系统高度角最高的卫星,构建系统间单差模糊度,所有UPD改正前的单差模糊度记为将所有单差模糊度分为两组,一组为上一历元已记录固定解的/>另一组为上一历元未固定或未出现的/>即/>
4.修正与固定单差宽巷模糊度
对于不同系统卫星构建的单差模糊度,除了使用两颗卫星UPD产品进行修正外,对于宽巷和窄巷模糊度同时利用记录的宽巷和窄巷接收机硬件延迟之差参数修正模糊度,修正过程如下
其中,上标s和v分别代表A和B系统的两颗卫星;d为UPD产品;和/>为修正前后的宽巷单差模糊度,/>为卫星v的宽巷UPD改正数,δWL,r,A-B表示根据A系统和B系统的宽巷接收机硬件延迟之差计算得到的系统间宽巷硬件延迟之差。
修正完成后根据固定准则将固定为/>
5.前序历元固定模糊度信息约束窄巷模糊度
利用当前历元的无电离层模糊度和4中获得的固定的宽巷模糊度计算星间单差浮点窄巷模糊度。之后与宽巷模糊度处理方式类似,对单差浮点窄巷模糊度进行修正得到修正窄巷模糊度:
在未发现周跳的情况下,整周模糊度为定值,其中上一历元已固定的整周窄巷模糊度可作为强约束增强本历元窄巷模糊度的准确性,以提高在高遮挡观测条件下模糊度固定的成功率,/>和/>为修正前后的窄巷单差模糊度,/>为卫星s的窄巷UPD产品,/>为卫星v的窄巷UPD产品,δNL,r,A-B为根据A系统和B系统的窄巷接收机硬件延迟计算得到的系统间窄巷硬件延迟之差。利用上一历元有记录的固定窄巷模糊度/>对当前历元参数进行约束,约束当前历元修正窄巷模糊度及其协因数阵的过程为
其中,为上一历元有记录固定解的当前历元已修正的窄巷模糊度,为公式(13)输出的所有修正窄巷模糊度的子集;/>和/>为约束前后的除/>外的其他所有待固定参数,包括位置参数、接收机钟差和上一历元无记录固定解的窄巷模糊度/> 为公式(7)/>中除/>外的其他参数,即/> 中包含了/>Q为其下角标所示各向量的因数阵;/>为/>和/>的协因数阵,/>为其转置矩阵。/>为/>中窄巷模糊度/>对应的子矩阵。/>是/>的一个子集;/>是/>的一个子矩阵。公式(14)的输出结果包括位置参数、接收机钟差和上一历元无记录固定解的窄巷模糊度/> 为公式(7)中的/>的子矩阵。
之后,如果不为空集,根据/>和/>用LAMBDA方法将当前历元新出现的或上一历元未能固定的模糊度/>进行固定。
6.更新已固定参数存储信息
模糊度信息更新方面,将的存储内容替换为当前历元固定的全部模糊度合集。
考虑到不同参数对模糊度固定的影响不同,钟差系统间偏差参数更新的优先级高于天顶对流层延迟参数。本实施例设计的更新存储信息策略如下:
(1)当已固定模糊度数量不小于7,更新对流层延迟参数和所有钟差系统间偏差参数。
(2)当已固定模糊度数量为6,更新所有钟差系统间偏差参数。
(3)当已固定模糊度数量为5,设A与B系统和A与C系统的钟差系统间偏差参数最后更新历元分别为tA-B和tA-C,当tA-B≥tA-C时,更新A与C系统的钟差系统间偏差参数;当tA-C>tA-B时,更新A与B系统的钟差系统间偏差参数。
7.更新系统间硬件延迟之差,输出定位结果
如果模糊度成功固定,返回2.估计宽巷系统间硬件延迟之差,输出模糊度固定解。如果模糊度固定失败,输出浮点解并警告用户失去模糊度连续固定状态。
针对上述方法,本发明实施例还提供了一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定系统,包括:
获取模块,用于当前迭代次数下,对于任意两个卫星导航系统,在上一历元下,获取各卫星导航系统内各卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下各卫星导航系统内各卫星的浮点宽巷模糊度以及各卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量、浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量。
宽巷接收机硬件延迟计算模块,用于根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟。
系统间宽巷硬件延迟之差计算模块,用于计算两个所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟之差得到系统间宽巷硬件延迟之差。
窄巷接收机硬件延迟计算模块,用于基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟。
系统间窄巷硬件延迟之差计算模块,用于计算两个所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟之差得到系统间窄巷硬件延迟之差。
宽巷固定模糊度确定模块,用于在当前历元下,在两个卫星导航系统内各选一个卫星,获取当前历元下两个所述卫星之间的宽巷单差模糊度并根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度。
单差浮点窄巷模糊度计算模块,用于在未发生周跳前,根据当前历元下的无电离层模糊度和当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度得到两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度。
窄巷修正模块,用于根据所述系统间窄巷硬件延迟之差对两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度进行修正得到修正窄巷模糊度。
窄巷固定模糊度确定模块,用于根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,并更新历元进入下次迭代直到固定失败;所述其余参数为位置参数、接收机钟差和所有模糊度参数;所述系统对流参数包括钟差系统间偏差和对流层延迟参数。
作为一种可选的实施方式,所述宽巷接收机硬件延迟计算模块,具体包括:
浮点宽巷模糊度改正单元,用于对于任意一个卫星导航系统内的任意一个卫星,根据所述卫星的宽巷UPD改正数对所述卫星的浮点宽巷模糊度进行改正得到改正后的浮点宽巷模糊度。
卫星宽巷接收机硬件延迟计算单元,用于根据所述改正后的浮点宽巷模糊度得到所述卫星对应的宽巷接收机硬件延迟。
系统宽巷接收机硬件延迟计算单元,用于根据所述卫星导航系统内所有卫星对应的宽巷接收机硬件延迟计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟。
作为一种可选的实施方式,所述窄巷接收机硬件延迟计算模块,具体包括:
非差窄巷模糊度向量约束单元,用于基于所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量对所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量进行约束得到所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量。
系统窄巷接收机硬件延迟计算单元,用于基于所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟。
作为一种可选的实施方式,所述宽巷固定模糊度确定模块,具体包括:
宽巷修正单元,用于根据所述系统间宽巷硬件延迟之差对两个卫星之间的宽巷单差模糊度进行修正得到修正宽巷模糊度;
宽巷固定单元,用于对所述修正宽巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度。
作为一种可选的实施方式,所述窄巷固定模糊度确定模块,具体包括:
其余参数约束单元,用于根据所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵、所述当前历元的系统对流参数的因数阵、所述上一历元的系统对流参数和所述当前历元的系统对流参数对所述其余参数进行约束得到约束后的其余参数;
待固定参数约束单元,用于根据所述约束后的其余参数、所述修正窄巷模糊度和上一历元下的窄巷固定模糊度对待固定参数进行约束得到约束后的待固定参数;所述待固定参数为除上一历元有记录固定解的当前历元已修正的窄巷模糊度的参数;
上一历元无记录固定解的窄巷模糊度确定单元,用于根据所述约束后的待固定参数得到上一历元无记录固定解的窄巷模糊度;
其余参数的因数阵约束单元,用于根据所述当前历元的系统对流参数的因数阵和所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵对其余参数的因数阵进行约束得到约束后的其余参数的因数阵;
待固定参数的因数阵约束单元,用于根据所述约束后的其余参数的因数阵对待固定参数的因数阵进行约束得到约束后的待固定参数的因数阵;
窄巷固定模糊度单元,用于根据所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度和所述待固定参数的因数阵的子矩阵用LAMBDA方法对所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的窄巷固定模糊度。
本发明有以下技术效果:
第一,本方法实现了多系统动态精密点定位系统间模糊度的紧组合,在高遮挡环境下固定解的可用性有显著提升。
第二,由于钟差的系统间偏差参数和对流层延迟参数在一定时间范围内变化很小,且模糊度参数在未发生周跳的情况下为常数,将前序历元的已固定的模糊度、钟差的系统间偏差参数和对流层延迟参数作为已知信息对当前历元参数进行约束,利用了前序历元模糊度与其他参数的时间和空间相关性信息,增强后续一段时间的动态定位解,对进入高遮挡环境后维持当前历元的动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度的固定率和正确率均有显著提升。
第三,本发明实时估计不同导航卫星导航系统接收机硬件延迟之差,在动态接收机进入高遮挡环境后,针对系统间紧组合的单差宽巷和窄巷模糊度,分别修正被模糊度吸收的接收机硬件延迟,恢复紧组合模糊度的整数特性并尝试进行固定,可以帮助动态精密点定位用户进入高遮挡观测环境后维持动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定状态,持续输出动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定解。
第四,解决动态精密点定位测量中可能出现的高遮挡环境问题,多系统模糊度间进行紧组合是一个有效途径,本发明构建系统间单差模糊度,可以打通系统屏障,增加单差模糊度数量,改善卫星构型,从而提高动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定的成功率和可靠性,在高遮挡环境中有效延长动态测量模糊度持续固定状态的时间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法,其特征在于,包括:
当前迭代次数下,对于任意两个卫星导航系统,在上一历元下,获取各卫星导航系统内各卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下各卫星导航系统内各卫星的浮点宽巷模糊度以及各卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量、浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量;
根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟;
计算两个所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟之差得到系统间宽巷硬件延迟之差;
基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟;
计算两个所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟之差得到系统间窄巷硬件延迟之差;
在当前历元下,在两个卫星导航系统内各选一个卫星,获取当前历元下两个所述卫星之间的宽巷单差模糊度并根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度;
在未发生周跳前,根据当前历元下的无电离层模糊度和当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度得到两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度;
根据所述系统间窄巷硬件延迟之差对两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度进行修正得到修正窄巷模糊度;
根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,并更新历元进入下次迭代直到固定失败;所述其余参数为位置参数、接收机钟差和所有模糊度参数;所述系统对流参数包括钟差系统间偏差和对流层延迟参数。
2.根据权利要求1所述的一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法,其特征在于,所述根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟,具体包括:
对于任意一个卫星导航系统内的任意一个卫星,根据所述卫星的宽巷UPD改正数对所述卫星的浮点宽巷模糊度进行改正得到改正后的浮点宽巷模糊度;
根据所述改正后的浮点宽巷模糊度得到所述卫星对应的宽巷接收机硬件延迟;
根据所述卫星导航系统内所有卫星对应的宽巷接收机硬件延迟计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟。
3.根据权利要求1所述的一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法,其特征在于,所述基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟,具体包括:
基于所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量对所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量进行约束得到所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量;
基于所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟。
4.根据权利要求1所述的一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法,其特征在于,所述根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度,具体包括:
根据所述系统间宽巷硬件延迟之差对两个卫星之间的宽巷单差模糊度进行修正得到修正宽巷模糊度;
对所述修正宽巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度。
5.根据权利要求1所述的一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定方法,其特征在于,所述根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,具体包括:
根据所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵、所述当前历元的系统对流参数的因数阵、所述上一历元的系统对流参数和所述当前历元的系统对流参数对所述其余参数进行约束得到约束后的其余参数;
根据所述约束后的其余参数、所述修正窄巷模糊度和上一历元下的窄巷固定模糊度对待固定参数进行约束得到约束后的待固定参数;所述待固定参数为除上一历元有记录固定解的当前历元已修正的窄巷模糊度的参数;
根据所述约束后的待固定参数得到上一历元无记录固定解的窄巷模糊度;
根据所述当前历元的系统对流参数的因数阵和所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵对其余参数的因数阵进行约束得到约束后的其余参数的因数阵;
根据所述约束后的其余参数的因数阵对待固定参数的因数阵进行约束得到约束后的待固定参数的因数阵;
根据所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度和所述待固定参数的因数阵的子矩阵用LAMBDA方法对所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的窄巷固定模糊度。
6.一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于当前迭代次数下,对于任意两个卫星导航系统,在上一历元下,获取各卫星导航系统内各卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下各卫星导航系统内各卫星的浮点宽巷模糊度以及各卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量、浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量;
宽巷接收机硬件延迟计算模块,用于根据所述卫星导航系统内所有卫星的宽巷UPD改正数、上一历元下所述卫星导航系统内所有卫星的浮点宽巷模糊计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟;
系统间宽巷硬件延迟之差计算模块,用于计算两个所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟之差得到系统间宽巷硬件延迟之差;
窄巷接收机硬件延迟计算模块,用于基于上一历元下所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量、固定单差窄巷模糊度向量和所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟;
系统间窄巷硬件延迟之差计算模块,用于计算两个所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟之差得到系统间窄巷硬件延迟之差;
宽巷固定模糊度确定模块,用于在当前历元下,在两个卫星导航系统内各选一个卫星,获取当前历元下两个所述卫星之间的宽巷单差模糊度并根据所述系统间宽巷硬件延迟之差和两个卫星之间的宽巷单差模糊度得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度;
单差浮点窄巷模糊度计算模块,用于在未发生周跳前,根据当前历元下的无电离层模糊度和当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度得到两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度;
窄巷修正模块,用于根据所述系统间窄巷硬件延迟之差对两个卫星对应的单差浮点窄巷模糊度进行修正得到修正窄巷模糊度;
窄巷固定模糊度确定模块,用于根据所述修正窄巷模糊度、当前历元的系统对流参数、上一历元的系统对流参数、上一历元下的窄巷固定模糊度、当前历元的系统对流参数的因数阵、其余参数的因数阵以及当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵得到两个卫星之间的窄巷固定模糊度,并更新历元进入下次迭代直到固定失败;所述其余参数为位置参数、接收机钟差和所有模糊度参数;所述系统对流参数包括钟差系统间偏差和对流层延迟参数。
7.根据权利要求6所述的一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定系统,其特征在于,所述宽巷接收机硬件延迟计算模块,具体包括:
浮点宽巷模糊度改正单元,用于对于任意一个卫星导航系统内的任意一个卫星,根据所述卫星的宽巷UPD改正数对所述卫星的浮点宽巷模糊度进行改正得到改正后的浮点宽巷模糊度;
卫星宽巷接收机硬件延迟计算单元,用于根据所述改正后的浮点宽巷模糊度得到所述卫星对应的宽巷接收机硬件延迟;
系统宽巷接收机硬件延迟计算单元,用于根据所述卫星导航系统内所有卫星对应的宽巷接收机硬件延迟计算所述卫星导航系统的宽巷接收机硬件延迟。
8.根据权利要求6所述的一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定系统,其特征在于,所述窄巷接收机硬件延迟计算模块,具体包括:
非差窄巷模糊度向量约束单元,用于基于所述卫星导航系统的浮点单差窄巷模糊度向量和固定单差窄巷模糊度向量对所述卫星导航系统的非差窄巷模糊度向量进行约束得到所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量;
系统窄巷接收机硬件延迟计算单元,用于基于所述卫星导航系统约束后的非差窄巷模糊度向量计算所述卫星导航系统的窄巷接收机硬件延迟。
9.根据权利要求6所述的一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定系统,其特征在于,所述宽巷固定模糊度确定模块,具体包括:
宽巷修正单元,用于根据所述系统间宽巷硬件延迟之差对两个卫星之间的宽巷单差模糊度进行修正得到修正宽巷模糊度;
宽巷固定单元,用于对所述修正宽巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的宽巷固定模糊度。
10.根据权利要求6所述的一种动态精密点定位在高遮挡环境下的模糊度固定系统,其特征在于,所述窄巷固定模糊度确定模块,具体包括:
其余参数约束单元,用于根据所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵、所述当前历元的系统对流参数的因数阵、所述上一历元的系统对流参数和所述当前历元的系统对流参数对所述其余参数进行约束得到约束后的其余参数;
待固定参数约束单元,用于根据所述约束后的其余参数、所述修正窄巷模糊度和上一历元下的窄巷固定模糊度对待固定参数进行约束得到约束后的待固定参数;所述待固定参数为除上一历元有记录固定解的当前历元已修正的窄巷模糊度的参数;
上一历元无记录固定解的窄巷模糊度确定单元,用于根据所述约束后的待固定参数得到上一历元无记录固定解的窄巷模糊度;
其余参数的因数阵约束单元,用于根据所述当前历元的系统对流参数的因数阵和所述当前历元的系统对流参数与其余参数的协因数阵对其余参数的因数阵进行约束得到约束后的其余参数的因数阵;
待固定参数的因数阵约束单元,用于根据所述约束后的其余参数的因数阵对待固定参数的因数阵进行约束得到约束后的待固定参数的因数阵;
窄巷固定模糊度单元,用于根据所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度和所述待固定参数的因数阵的子矩阵用LAMBDA方法对所述上一历元无记录固定解的窄巷模糊度进行固定得到当前历元下两个卫星之间的窄巷固定模糊度。
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2022
- 2022-07-22 CN CN202210869890.4A patent/CN115236711B/zh active Active
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