CN116819583A - 导航定位方法、装置和存储介质 - Google Patents

导航定位方法、装置和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN116819583A
CN116819583A CN202310752879.4A CN202310752879A CN116819583A CN 116819583 A CN116819583 A CN 116819583A CN 202310752879 A CN202310752879 A CN 202310752879A CN 116819583 A CN116819583 A CN 116819583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
satellite
navigation satellite
pseudo
satellite system
navigation
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
CN202310752879.4A
Other languages
English (en)
Inventor
温丽芳
王献中
李丽媛
王亮亮
刘京慧
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.)
Unicore Communications Inc
Original Assignee
Unicore Communications Inc
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 Unicore Communications Inc filed Critical Unicore Communications Inc
Priority to CN202310752879.4A priority Critical patent/CN116819583A/zh
Publication of CN116819583A publication Critical patent/CN116819583A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • 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
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/40—Correcting position, velocity or attitude

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (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

一种导航定位方法，包括：当判定预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值有效时，根据所述系统偏差值对所述预设导航卫星系统的伪距观测值进行补偿；根据补偿后的预设导航卫星系统的伪距测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算。

Description

导航定位方法、装置和存储介质
技术领域
本文涉及全球定位系统导航定位技术领域，尤指一种导航定位方法、装置和存储介质。
背景技术
目前，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)主要包括美国的GPS(Global Positioning System)、中国的BDS(BeiDou Navigation SatelliteSystem)、俄罗斯的GLONASS(Global Navigation Satellite System)以及欧盟的Galileo(Galileo satellite navigation system)，与此同时，日本和印度也分别建立了自己的区域卫星导航系统QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)及IRNSS(Indian RegionalNavigational Satellite System)，IRNSS是印度空间研究组织设计和开发的区域性卫星导航系统，目的是不依靠其他全球定位导航系统，实现独立的区域导航定位，2013年IRNSS系统发射首颗卫星，2016年该系统已完成七星组网。此外还有星基增强系统，如中国的BDSBAS(BeiDou Satellite Based Augmentation System)、美国的WAAS(Wide AreaAugmentation System)、欧盟的ENGNOS(European Geostationary Navigation OverlayService)、俄罗斯的SDCM(The System for Differential Corrections andMonitoring)、日本的MSAS(Multi-Functional Satellite Augmentation System)以及印度的GAGAN(The GPS Aided Geo-Augmented Navigation)等共同组成了全球导航卫星系统。SBAS中的地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星不仅广播各类差分改正信息和完好性信息，还播发测距信号。
IRNSS和SBAS系统卫星数较少，开阔场景下，各GNSS星座可见星较多，定位性能较好，IRNSS和SBAS系统卫星是否参与定位对定位性能影响较小，且由于SBAS GEO卫星测量误差较大，在这种场景下对定位性能的提升不太明显。但在一些山区、树阴遮挡及城市峡谷等复杂场景下，各GNSS星座可见星数目十分有限，定位性能较差。
目前多GNSS系统联合定位对系统偏差(Inter-System Bias,ISB)的处理大多是将ISB作为一个状态量进行估计，但采用这种方法，需要增加未知状态向量维度，每增加一个GNSS系统，定位所需最少卫星数增加一颗，而在复杂环境下，可见星数目十分有限，使用这种方法会导致卫星冗余度降低，定位性能变差。
发明内容
本申请提供了一种导航定位方法、导航定位装置和计算机可读存储介质，能够提高在树阴遮挡、城市峡谷等复杂场景下的定位精度及可用性，改善定位性能。
本申请提供了一种导航定位方法，包括：
当判定预先估计出的预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值有效时，根据所述系统偏差值对所述预设导航卫星系统的伪距观测值进行补偿；
根据补偿后的预设导航卫星系统的伪距测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算。
本申请还公开了一种导航定位装置，包括：
至少一个处理器；以及
存储有可在处理器上运行的计算机程序的存储器；其中，
所述处理器执行所述程序时实现上述的导航定位方法。
本申请还公开了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行上述的导航定位方法。
通过使用预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值去补偿预设导航卫星系统，从而使得根据补偿后的预设导航卫星系统的伪距测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算。将预设导航卫星系统的接收机钟差转化到基准系统钟差上，减少了未知状态量个数，增加了可见卫星冗余度，能够有效提升在遮挡场景下的定位可用性及精度，改善定位性能。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
附图是以IRNSS卫星参与定位为例进行说明的，SBAS卫星参与定位时相关流程与IRNSS参与定位的流程一致。
图1为本申请实施例的一种导航定位方法的示意图；
图2为本申请实施例的IRNSS卫星参与定位解算的总体流程图；
图3为本申请实施例的IRNSS与基准系统间偏差值估计流程图；
图4为本申请实施例的IRNSS卫星通过星间单差消除系统钟差流程图；
图5a为本申请实施例的GPS/IRNSS定位结果图；
图5b为本申请实施例的单GPS定位结果图；
图6a为本申请实施例的GPS/IRNSS L5的定位结果连续性图；
图6b为本申请实施例的单GPS L5的定位结果连续性图。
具体实施方式
图1为本申请实施例的一种导航定位方法的示意图，如图1所示，本实施例的导航定位方法，包括S11-S12步骤：
S11、当判定预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值有效时，根据所述系统偏差值对所述预设导航卫星系统进行补偿；
S12、根据补偿后的预设导航卫星系统的伪距测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算。
在一种示例性的实施例中，伪距测量方程的左边为伪距测量值，右边为待求解的接收机位置和钟差未知量。
根据补偿后的预设导航卫星系统的伪距测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算，包括：
补偿后的预设导航卫星系统的伪距测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程联立后即可通过最小二乘或卡尔曼滤波方法进行定位解算。
在一种示例性的实施例中，可以当系统偏差值的方差、估计所用卫星数及估计历元数等满足预设阈值时即可判定系统偏差值有效。预设阈值可以根据实际情况人为进行设定。由于系统偏差值在一定时间内是稳定的，因此当前时刻的ISB估计值在一定时间阈值内都是有效的，可用于之后的ISB补偿。
在一种示例性的实施例中，当判定预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值无效时，构建伪距星间单差观测量方程以消除预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差；
根据所述伪距星间单差观测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算。
在一种示例性的实施例中，这里的系统偏差值无效包括当GNSS观测环境比较恶劣时没有计算出ISB估计值或者ISB估计值较长时间没有更新(即超过了ISB有效时间阈值)。
在一种示例性的实施例中，在判定预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值有效之前，估计预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值。
其中，计算ISB估计值应该是在GNSS观测环境较好时进行，此时的ISB估计值比较准确，GNSS观测环境恶劣时，不估计ISB值。
在一种示例性的实施例中，估计预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值，包括：
根据接收机位置信息和卫星伪距观测方程计算预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间当前观测时刻的系统偏差值。
在一种示例性的实施例中，估计预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值，包括：
根据基准导航卫星系统的卫星伪距观测方程和第一相关信息估计当前观测时刻每颗第一有效卫星的接收机钟差；所述第一有效卫星为基准导航卫星系统第一预设频点的有效卫星；
根据预设导航卫星系统的卫星伪距观测方程和第二相关信息估计当前观测时刻每颗第二有效卫星的接收机钟差；所述第二有效卫星为预设导航卫星系统第二预设频点的有效卫星；
根据全部第一有效卫星的接收机钟差和全部第二有效卫星的接收机钟差计算预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间当前观测时刻的系统偏差值。
在一种示例性的实施例中，其中，所述第一相关信息包括第一有效卫星的伪距观测量、第一有效卫星与接收机之间的几何距离、第一有效卫星钟差、卫星端信号的群延迟、电离层延迟、对流层延迟和伪距观测量噪声；其中，所述第二相关信息包括第二有效卫星的伪距观测量、第二有效卫星与接收机之间的几何距离、第二有效卫星钟差、卫星端信号的群延迟、电离层延迟、对流层延迟和伪距观测量噪声。
在一种示例性的实施例中，根据全部第一有效卫星的接收机钟差和全部第二有效卫星的接收机钟差计算预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间当前观测时刻的系统偏差值，包括：
计算全部第一有效卫星的接收机钟差的第一加权平均值；
计算全部第二有效卫星的接收机钟差的第二加权平均值；
根据所述第一加权平均值和所述第二加权平均值计算预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间当前观测时刻的系统偏差值。
在一种示例性的实施例中，该导航定位方法还包括：
根据计算出的当前观测时刻的系统偏差值和估计出的上一观测时刻的系统偏差值估计当前观测时刻的系统偏差值。
在一种示例性的实施例中，所述预设导航卫星系统包括印度区域导航卫星系统IRNSS和星基增强系统SBAS；
所述基准导航卫星系统包括除了预设导航卫星系统之外的其他全球导航卫星系统。
在一种示例性的实施例中，构建伪距星间单差观测量方程，包括：
选取预设导航卫星系统满足预设条件的卫星作为参考星；
将预设导航卫星系统中除了所述参考星之外的卫星的伪距观测方程减去所述参考星的伪距观测方程后，经线性化得到伪距星间单差测量方程。
本申请实施例的应用场景包括但不限于在城市峡谷等遮挡严重的复杂场景下。
本申请实施例通过使用预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值去补偿预设导航卫星系统，从而使得根据补偿后的预设导航卫星系统的伪距测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算。将预设导航卫星系统的接收机钟差转化到基准系统钟差上，减少了未知状态量个数，增加了可见卫星冗余度，能够有效提升在遮挡场景下的定位可用性及精度，改善定位性能。
图2为本申请实施例的IRNSS卫星参与定位解算的总体流程图，如图2所示，包括S21-S26步骤：
S21、判断当前GNSS观测环境是否良好；如果否，则执行步骤S22，如果是，则执行步骤S23；
S22、IRNSS卫星参与定位；
S23、使用其他GNSS卫星进行定位，获取接收机位置信息，滤波估计IRNSS与基准系统间的系统偏差值；
S24、判断IRNSS与基准系统间的系统偏差值是否有效；如果是，则执行步骤S25；如果否，则执行步骤S26；
S25、IRNSS卫星补偿系统偏差后参与定位解算；
S26、IRNSS卫星选取参考星，构造星间单差伪距观测量，消除系统偏差后参与定位解算。
在步骤S23中，由于不同GNSS系统之间存在系统偏差，如GPS与IRNSS卫星伪距模型可分别为式(1)和式(2)：
PG＝rG+c*dtG-c*(dts-Tgd)+Iono+Trop+ε(1)
PI＝rI+c*(dtG+ISBIrnss_Gps)-c*(dts-Tgd)+Iono+Trop+ε(2)
其中，PG和PI分别表示GPS及IRNSS卫星的伪距观测值；rG和rI分别表示GPS及IRNSS卫星与接收机之间的几何距离；c表示光速；dtG表示GPS接收机钟差；dts表示卫星钟差；Tgd表示卫星端信号的群延迟；Iono表示电离层延迟；Trop表示对流层延迟；ε表示伪距观测量噪声；ISBIrnss_Gps表示IRNSS与GPS之间的系统偏差。
伪距模型中与卫星相关的误差dts、Tgd通过广播星历播发参数建模修正；电离层Iono及对流层延迟Trop通过模型估计；伪距观测噪声ε通过载波相位平滑等方法减小至可忽略的量级。
如果不考虑该系统间偏差，将会对定位性能造成影响。GNSS系统间偏差ISB与接收机类型有关，但对于同一接收机而言，系统间偏差在一定时间内是稳定的，单独将ISB作为一个未知状态量进行估计会降低定位冗余度，且解算效率较低。在开阔环境下通过其他GNSS系统解算出高精度的接收机位置信息，本申请实施例获取接收机位置信息后，通过滤波平滑估计出IRNSS L5频点与基准系统频点(如GPS L1)之间的偏差值，后续定位时，IRNSS卫星伪距观测值补偿该偏差值后参与定位，具体如下：
由式(1)和式(2)可知，GPS与IRNSS的系统接收机钟差可分别表示为式(3)和式(4)：
上式中，PG和PI分别为GPS/IRNSS卫星的伪距观测量；rG和rI分别为GPS/IRNSS卫星与接收机之间的几何距离，卫星位置可由广播星历计算得到，接收机位置通过定位解算获取，通过计算可获取卫星与接收机之间的几何距离；卫星端钟差和群延迟Tgd可由广播星历计算得到；电离层及对流层延迟通过模型计算得到；伪距观测噪声通过载波相位平滑等方法削弱后，该误差项可忽略。
通过式(3)可计算出Tk时刻各颗GPS L1频点有效卫星的接收机钟差，进一步对各颗卫星计算的钟差进行加权平均，得到Tk时刻总体的GPS L1频点接收机钟差，如式(5)：
式(5)中，dtGPS为Tk时刻总体GPS L1频点接收机钟差；dtGn为Tk时刻第n颗GPS L1频点卫星计算的系统钟差；wn为Tk时刻第n颗GPS L1频点卫星钟差的权重，该权重根据各颗卫星的信号质量如信噪比，高度角、连续跟踪时间及伪距残差等确定。
同理可得到Tk时刻IRNSS L5频点的总体系统接收机钟差，如式(6):
进一步式(6)与式(5)作差，可得到当前Tk时刻IRNSS L5与GPS L1之间的系统偏差ISB，如式(7)：
ISBIrnss_gps(Tk)＝dtIrnss(Tk)-dtGPS(Tk)(7)
进一步对该偏差值进行平滑滤波，可得到当前Tk时刻IRNSS L5与GPS L1之间的系统偏差估计值，如式(8)：
上式中，为Tk时刻IRNSS L5与GPS L1之间系统偏差的估计值；为Tk-1时刻IRNSS L5与GPS L1之间系统偏差的估计值；ISBIrnss_gps(Tk)为当前Tk时刻IRNSS L5与GPS L1之间系统偏差的计算值；ω为Tk-1时刻系统偏差估计值所占权重；(1-ω)为当前Tk时刻系统偏差计算值所占权重；所述权重可根据Tk-1时刻系统偏差估计值及当前Tk时刻系统偏差计算值的精度进行动态调整，当Tk-1时刻系统偏差估计值精度较高,当前Tk时刻系统偏差计算值精度较差时，增大权重ω，反之减小权重ω；当前Tk时刻系统偏差估计值是否有效可通过偏差估计值方差及滤波历元数等因素进行综合判断。
上述基准系统也可以是除GPS外的其他GNSS系统，基准频点也可以是除L1外的其他频点。本申请可以用于IRNSS任一频点与除IRNSS外其他任一GNSS系统任一频点间的系统偏差估计。
开阔场景下，各GNSS星座可见星数目较多，IRNSS卫星是否参与解算对定位性能影响不是很大，但是在城市峡谷等遮挡严重的复杂场景下，各GNSS星座可见星很少，此时IRNSS卫星参与解算能够有效提高定位可用性及精度。
使用传统方法IRNSS卫星参与解算时，需要增加一个单独的系统接收机钟差状态量，或者将IRNSS与其他系统的偏差作为一个未知状态量进行估计，此时定位所需最少卫星数也增加一颗。在遮挡严重等复杂场景下，各GNSS星座剔除粗差后可用星数目十分有限，使用这种传统解算方法会导致定位冗余度降低，定位性能下降。
使用本申请实施例提供的方法，获取接收机位置信息后，滤波估计出一段时间内较为准确稳定的IRNSS与基准系统间偏差值，在遮挡严重等复杂场景下，将IRNSS伪距观测值补偿该系统偏差后参与定位。
由式(2)得，如果基准系统为GPS，IRNSS伪距观测值补偿系统偏差后得伪距观测方程如式(9)：
对卫星与接收机之间距离rI进行线性化，可得式(10)：
rI＝r0-HxΔx-HyΔy-HzΔz(10)
其中，r0为利用测站近似坐标和卫星坐标计算的几何距离；Hx、Hy、Hz为测站近似坐标至卫星视线方向的单位矢量；Δx、Δy、Δz是待解算的用户坐标。
将式(10)代入式(9)中，可得测量方程式(11)：
上式左边为补偿系统偏差及经过模型消除误差后的IRNSS伪距测量值，右边为待求解的接收机位置和钟差未知量。由上式可知，补偿系统偏差后，IRNSS与基准系统的伪距测量方程一致，右边未知量只有接收机位置和基准系统接收机钟差。与其他卫星测量方程联立后即可通过最小二乘或卡尔曼滤波方法进行定位解算。
采用本申请实施例提供的利用IRNSS卫星补偿与基准系统的偏差后参与定位的方法，将IRNSS的接收机钟差转换到基准系统钟差上，减少了未知状态量个数，增加了可见卫星冗余度，能够有效提升在遮挡场景下的定位可用性及精度，改善定位性能。
在步骤S26中，IRNSS与基准系统间偏差估计值无效时，选取高度角最高或跟踪质量最好的一颗IRNSS卫星作为参考星，其他IRNSS卫星与之作差，构造伪距星间单差观测量，消除ISB后参与定位。具体过程如下：
根据公式(2)，分别获取观测时刻各颗IRNSS卫星的伪距观测方程：
Pi＝ri+c*(dtG+ISB)-c*(dtSi-Tgdi)+Ionoi+Tropi+εi(12)
选取高度角最高或观测值质量最好的一颗IRNSS卫星作为参考星j，所述观测值质量可通过卫星信噪比、高度角及连续跟踪时间等信息进行评估，其伪距观测方程为：
Pj＝rj+c*(dtG+ISB)-c*(dtSj-Tgdj)+Ionoj+Tropj+εj(13)
其他IRNSS卫星i与参考星j作差，即式(12)与式(13)作差，得到IRNSS卫星的伪距星间单差观测方程，如式(14)：
ΔPij＝Δrij-c*(ΔtSij-ΔTgdij)+ΔIonoij+ΔTropij+Δεij(14)
公式(14)中，ΔPij为卫星i与参考星j之间的伪距单差值，可通过伪距观测值计算得到；Δrij为卫星i和参考星j与接收机之间距离之差；c为光速；ΔtSij为卫星i与参考星j的卫星端钟差之差，可通过广播星历参数计算得到；ΔTgdij为卫星i与参考星j之间的群延迟之差，可通过广播星历参数计算得到；ΔIonoij为卫星i与参考星j电离层延迟之差，可通过电离层模型计算得到；ΔTropij为卫星i与参考星j对流层延迟之差，可通过对流层模型计算得到；Δεij为伪距星间单差后的观测噪声，经载波相位平滑伪距等方法后该误差项可忽略。
线性化后可得IRNSS伪距星间单差测量方程式(15)：
上式左边为经过模型消除误差后的伪距星间单差观测值；右边 为卫星i与接收机之间单位矢量和参考星j与接收机之间单位矢量之差；Δx、Δy、Δz是待解算的用户坐标。与其他卫星测量方程联立后即可通过最小二乘或卡尔曼滤波方法进行定位解算。
由上式可知，其他IRNSS卫星与参考星作差后，可消除IRNSS系统接收机钟差，在与其他GNSS系统联合定位时，可不再考虑IRNSS与其他系统间偏差的影响，但通过星间单差消除接收机钟差的方法会损失一颗卫星观测量，因此，在IRNSS与基准系统间偏差估计值有效时，优先使用补偿ISB的方法进行定位解算，在系统偏差ISB估计值无效时，可通过星间单差消除接收机钟差后参与定位。
在一些示例性的实施例中，SBAS卫星可以参与定位。
目前的SBAS系统主要包括WAAS、EGNOS、GAGAN、MSAS、SDCM、BDSBAS等，SBAS卫星在向用户播发卫星轨道、钟差及电离层改正数的同时，有些系统也支持SBAS卫星作为测距源向用户提供测距服务。目前WAAS、BDSBAS、GAGAN和MSAS的卫星支持测距，其中BDSBAS处于测试状态。在开阔场景下，卫星数较多时，SBAS卫星测距精度较低，SBAS卫星参与定位解算可能会导致定位精度降低，但是在遮挡等复杂场景，GNSS可用星较少，使用SBAS卫星作为测距源参与定位能够有效改善卫星几何构型，降低位置精度因子(Position Dilution ofPrecision,PDOP)，提升定位可用性。
类似地，复杂环境下，各SBAS系统与基准系统的ISB估计值有效时，SBAS卫星补偿与基准系统间的ISB后参与定位，如GAGAN卫星补偿与基准系统(如GPS)的ISB后，伪距观测方程为式(16)：
其中PGAGAN为GAGAN卫星的伪距观测值；为GAGAN与GPS间的ISB估计值；rGAGAN为利用SBAS播发的星历改正数计算的卫星和测站之间的几何距离；dtG为基准系统的接收机钟差；dts为SBAS播发的卫星钟差改正数；c为光速；Iono为电离层延迟改正数；Trop为对流层延迟，采用模型进行改正；ε为多径和观测噪声，通过一些方法(可以采用已知方法)修正后可忽略。
由上式可知，补偿系统偏差后，GAGAN卫星与基准系统的伪距观测方程一致，未知量只有接收机位置和基准系统接收机钟差。与其他卫星观测方程联立线性化后即可进行定位解算。
与IRNSS卫星参与定位类似，如果SBAS系统与基准系统间的ISB估计值无效，则选取一颗跟踪质量最好的SBAS卫星作为参考星，其他SBAS卫星与参考星作差构造伪距星间单差观测量，消除接收机钟差后参与定位。使用本申请提供的方法在GNSS信号受到遮挡等复杂环境下，IRNSS和SBAS卫星参与定位能够有效增加可见卫星冗余度，减少未知数个数，提高解算效率，提升复杂环境下的定位性能。
图5a为使用GPS/IRNSS定位结果图，图5b为使用单GPS的单点定位结果图，图5a为GPS/IRNSS的联合单点定位结果，IRNSS L5频点观测值补偿与GPS L1之间的偏差后参与定位，图5b为单GPS L1的定位结果，可以看到，与单GPS L1定位结果相比，使用GPS/IRNSS联合定位精度有所改善，水平和高程RMS值均减小了约20cm。
图6a为只跟踪到GPS/IRNSS L5频点时，GPS/IRNSS的定位结果连续性图。图6b为只跟踪到GPS/IRNSS L5频点时，单GPS L5的定位结果连续性图。从图6b中可以看出，单GPS L5的定位时，在390233.0s之后有3928s由于卫星数少于4颗不能定位，定位连续性较差；使用GPS/IRNSS L5联合定位时，该时段内定位一直连续。因此IRNSS卫星参与定位解算，能够增强L5频点信号的可用性，改善定位性能。
本申请还公开了一种导航定位装置，包括：
至少一个处理器；以及
存储有可在处理器上运行的计算机程序的存储器；其中，
所述处理器执行所述程序时实现上述的导航定位方法。
本申请还公开了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行上述的导航定位方法。
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种导航定位方法，其特征在于，包括：
当判定预先估计出的预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值有效时，根据所述系统偏差值对所述预设导航卫星系统的伪距观测值进行补偿；
根据补偿后的预设导航卫星系统的伪距测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算。
2.根据权利要求1所述的导航定位方法，其特征在于，还包括：
当判定预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值无效时，构建伪距星间单差观测量方程以消除预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差；
根据所述伪距星间单差观测量方程与基准导航卫星系统的伪距测量方程进行定位解算。
3.根据权利要求1所述的导航定位方法，其特征在于，估计预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值，包括：
根据接收机位置信息和卫星伪距观测方程计算预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间当前观测时刻的系统偏差值。
4.根据权利要求3所述的导航定位方法，其特征在于，估计预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间的系统偏差值，包括：
根据基准导航卫星系统的卫星伪距观测方程和第一相关信息估计当前观测时刻每颗第一有效卫星的接收机钟差；所述第一有效卫星为基准导航卫星系统第一预设频点的有效卫星；
根据预设导航卫星系统的卫星伪距观测方程和第二相关信息估计当前观测时刻每颗第二有效卫星的接收机钟差；所述第二有效卫星为预设导航卫星系统第二预设频点的有效卫星；
根据全部第一有效卫星的接收机钟差和全部第二有效卫星的接收机钟差计算预设导航卫星系统与基准导航卫星系统之间当前观测时刻的系统偏差值。
5.根据权利要求3或4所述的导航定位方法，其特征在于，还包括：
根据计算出的当前观测时刻的系统偏差值和估计出的上一观测时刻的系统偏差值估计当前观测时刻的系统偏差值。
6.根据权利要求4所述的导航定位方法，其特征在于，所述第一相关信息包括第一有效卫星的伪距观测量、第一有效卫星与接收机之间的几何距离、第一有效卫星钟差、卫星端信号的群延迟、电离层延迟、对流层延迟和伪距观测量噪声；所述第二相关信息包括第二有效卫星的伪距观测量、第二有效卫星与接收机之间的几何距离、第二有效卫星钟差、卫星端信号的群延迟、电离层延迟、对流层延迟和伪距观测量噪声。
7.根据权利要求1所述的导航定位方法，其特征在于，
所述预设导航卫星系统包括印度区域导航卫星系统IRNSS和星基增强系统SBAS；
所述基准导航卫星系统包括除了预设导航卫星系统之外的其他全球导航卫星系统。
8.根据权利要求2所述的导航定位方法，其特征在于，构建伪距星间单差观测量方程，包括：
选取预设导航卫星系统满足预设条件的卫星作为参考星；
将预设导航卫星系统中除所述参考星之外的卫星的伪距观测方程减去所述参考星的伪距观测方程后，经线性化得到伪距星间单差测量方程。
9.一种导航定位装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储有可在处理器上运行的计算机程序的存储器；其中，
所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行权利要求1至8中任一项所述的方法。
CN202310752879.4A 2023-06-25 2023-06-25 导航定位方法、装置和存储介质 Pending CN116819583A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310752879.4A CN116819583A (zh) 2023-06-25 2023-06-25 导航定位方法、装置和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310752879.4A CN116819583A (zh) 2023-06-25 2023-06-25 导航定位方法、装置和存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116819583A true CN116819583A (zh) 2023-09-29

Family

ID=88140571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310752879.4A Pending CN116819583A (zh) 2023-06-25 2023-06-25 导航定位方法、装置和存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116819583A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7122023B2 (ja) 高速精密測位方法及びシステム
Zhang et al. Initial assessment of BeiDou-3 global navigation satellite system: Signal quality, RTK and PPP
US10281587B2 (en) Navigation satellite system positioning involving the generation of correction information
Wang et al. Determination of differential code biases with multi-GNSS observations
US8174437B2 (en) System and method for augmenting DGNSS with internally-generated differential correction
EP2985631B1 (en) Navigation satellite system based positioning involving the generation of receiver-specific or receiver-type-specific correction information
Carlin et al. Precise point positioning with GPS and Galileo broadcast ephemerides
US8587475B2 (en) Position estimation methods and apparatus
Hauschild et al. Signal, orbit and attitude analysis of Japan’s first QZSS satellite Michibiki
Wang et al. Investigation of the performance of real-time BDS-only precise point positioning using the IGS real-time service
Odijk et al. Differential positioning
CN109061694B (zh) 一种基于gnss钟差固定的低轨导航增强定位方法及系统
CN110531396B (zh) 一种移动站定位方法和装置、计算机可读存储介质
EP3223038A1 (fr) Procédé de geopositionnement par satellites et terminal associé
Lin Assisted adaptive extended Kalman filter for low-cost single-frequency GPS/SBAS kinematic positioning
US8242955B2 (en) Outlier detection by cross-comparison of different position solution types
İlçi et al. The kinematic performance of real-time PPP services in challenging environment
Duan et al. Performance of Galileo satellite products determined from multi-frequency measurements
Li et al. Assessment and analysis of the four-satellite QZSS precise point positioning and the integrated data processing with GPS
KR20020020708A (ko) 수신기의 위치 측정 장치 및 방법
Sunehra Estimation of prominent global positioning system measurement errors for Gagan applications
CN116819583A (zh) 导航定位方法、装置和存储介质
Li et al. A comprehensive assessment of four-satellite QZSS constellation: navigation signals, broadcast ephemeris, availability, SPP, interoperability with GPS, and ISB against GPS
Basile et al. Multi-frequency precise point positioning using GPS and Galileo data with smoothed ionospheric corrections
Rho et al. The usefulness of WADGPS satellite orbit and clock corrections for dual-frequency precise point positioning

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