CN117031515B - 适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法，包括如下步骤：S1、使用消电离层组合精密单点定位方法计算非差消电离层组合模糊度实数解；S2、对于不同的导航系统，根据高度角选择当前历元的基准星，计算星间单差消电离层组合模糊度；S3、固定星间单差宽巷整周模糊度；S4、固定星间单差窄巷整周模糊度；其中，采用基于一般准则的窄巷模糊度搜索算法，考虑了由于模糊度变化带来的各种参数残差的变化，在最小二乘原理及模糊度为整数的条件下提供唯一的最优解；S5、固定单差消电离层组合模糊度，获得模糊度固定的定位解。本发明有助于提升精密单点定位的定位精度、收敛速度及稳定性，还可省去比率检验的过程。
Description
技术领域
本发明涉及导航定位领域，特别是涉及适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法。
背景技术
一般的精密单点定位载波相位模糊度固定根据使用的改正信息不同可分为：使用小数周偏差产品固定模糊度，使用整数钟产品固定模糊度等。基本的处理流程为：1）计算非差消电离层组合模糊度实数解，消电离层组合模糊度可以分解为宽巷模糊度和窄巷模糊度；2）计算单差消电离层组合实数解；3）固定星间单差宽巷整周模糊度；4）固定星间单差窄巷整周模糊度；5）固定单差消电离层组合模糊度；6）获得固定解。在步骤4）中由于窄巷模糊度的相关性较强，一般使用最小二乘模糊度降相关平差搜索方法解算窄巷模糊度固定解，这种方法仅考虑了模糊度固定引起的残差，并未考虑模糊度改变后对待估参数残差的影响，并且需要使用比率测试验证估计的整数模糊度，是一种次优的搜索方法。
精密单点定位模糊度固定的主要实施流程：① 使用传统的消电离层组合精密单点定位方法计算非差消电离层组合模糊度实数解；② 对于每个导航系统，以高度角为参考选择基准星，计算星间单差消电离层组合模糊度实数解；③ 利用外部改正产品计算星间单差宽巷模糊度，取整求解进行固定；④ 根据之前步骤计算得到的固定的宽巷模糊度以及单差消电离层组合模糊度实数解计算间单差窄巷模糊度，使用最小二乘模糊度降相关平差搜索方法固定；⑤ 固定单差消电离层组合模糊度，获得固定解。
目前，在精密单点定位模糊度固定中大多使用的是小数周偏差产品或者整数钟产品，这些产品需要形成宽、窄巷组合或者使用对应的精密改正产品才可使用，且不同类型的产品格式也各不相同，造成处理流程的冗余；另一方面，广泛使用的最小二乘模糊度降相关平差（LAMBDA算法）的窄巷模糊度搜索算法仅考虑了模糊度残差，并未考虑模糊度固定后造成的其他参数残差的改变，是次优的方法，且在固定后需要使用比率测试方法验证模糊度的有效性。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法，包括如下步骤：
S1、在卫星定位时，使用消电离层组合精密单点定位方法计算非差消电离层组合模糊度实数解；
S2、对于导航系统，根据高度角选择当前历元的基准星，计算星间单差消电离层组合模糊度；
S3、固定星间单差宽巷整周模糊度；
S4、固定星间单差窄巷整周模糊度；其中，采用基于一般准则的窄巷模糊度搜索算法，考虑了由于模糊度变化带来的各种参数残差的变化，在最小二乘原理及模糊度为整数的条件下提供唯一的最优解；
S5、固定单差消电离层组合模糊度，获得模糊度固定的定位解，由此消除模糊度对定位结果的影响。
进一步地，步骤S1中，载波相位观测值消电离层组合线性化后表示如下：
。
其中为接收机到卫星的单位矢量，/>为待估参数增量，/>为光速，/>为消电离层组合接收机钟差，/>为天顶方向对流层延迟，/>为对应的投影函数，/>为消电离层组合的波长，/>为载波相位观测值测量噪声、多路径误差及其他未建模误差之和，非差消电离层组合模糊度/>使用宽巷模糊度/>和窄巷模糊度/>表示为：
。
其中为窄巷组合的波长，/>为宽巷组合的波长，/>为GPS的 L1波段的载波频率，/>为GPS的 L2波段的载波频率。
进一步地，步骤S2中，非差消电离层组合模糊度实数解通过扩展卡尔曼滤波计算得到，星间单差消电离层组合模糊度实数解及根据误差传播率获取的对应方差-协方差阵/>如下：
。
其中上标表示卫星的PRN号，卫星/>为基准卫星，/>为卫星/>消电离层组合模糊度实数解，/>为基准星/>消电离层组合实数解，/>星间单差消电离层组合模糊度固定解，/>为硬件延迟偏差，可由OSB产品消除，/>为消电离层组合模糊度实数解方差-协方差阵，可由扩展卡尔曼滤波计算得到，/>为对应的星间单差系数矩阵。
进一步地，步骤S3中，使用原始载波相位观测值及对应频率的OSB产品进行改正后组成MW组合，采用取整求解的方式对星间单差宽巷模糊度直接固定，表示为：
。
其中，表示取整操作，/>为宽巷组合波长，/>为卫星/>和卫星之间MW组合单差观测值，MW组合/>表示为：
。
其中为载波相位观测值宽巷组合，/>为测码伪距观测值窄巷组合，、/>分别为MW组合的接收机和硬件延迟，/>为MW组合噪声。
进一步地，步骤S4中，固定单差宽巷整周模糊度后，根据宽巷、窄巷与消电离层组合模糊度之间的关系得到星间单差窄巷模糊度为：
。
其中，为测量噪声，/>为星间单差消电离层组合模糊度实数解，/>为宽巷组合波长，/>为窄巷组合波长，/>为星间单差宽巷模糊度，/>为GPS的 L1波段的载波频率，/>为GPS的 L2波段的载波频率；根据误差传播率求得的单差窄巷浮点解模糊度对应的方差-协方差阵/>为：
。
进一步地，步骤S4中，所述基于一般准则的模糊度搜索算法具体包括：
首先，观测值方程线性化为的形式，其中/>，，/>为观测值矢量，/>为待求解参数，其中包括/>为模糊度参数，/>为坐标及其他待估参数，/>、/>为其对应的系数矩阵，要求解线性方程组要基于最小二乘准则，满足条件：
。
其中，，/>为对应观测值的方差协方差矩阵；
模糊度参数为整数，根据正交分解，则
。
其中为残差项，/>表示在/>的条件下求得的/>的值，/>为对应的方差协方差阵，/>和/>为忽略模糊度的整数特性后，求得的/>和/>在实数域上的解，具体如下：
。
采用的最优模糊度搜索算法如下：
。
其中，在模糊度搜索区间内计算：
。
当的值最小时的模糊度即为最优模糊度。
进一步地，所述其余待估参数包括坐标、钟差、对流层延迟。
进一步地，步骤S5中，成功固定星间单差宽巷和窄巷模糊度之后，单差消电离层模糊度重新计算并恢复整数特性；对于固定后的单差消电离层组合模糊度，采用约束滤波的方法重新求取参数，获取模糊度固定的定位解：
。
其中，和/>分别为待估参数的固定解和实数解，/>为模糊度实数解，/>为对应的方差-协方差阵，/>为模糊度固定解，/>为/>和/>的协方差阵。
一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器执行时，实现所述的适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法。
一种精密单点定位方法，使用所述的适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法进行模糊度固定。
本发明具有如下有益效果：
本发明提出一种适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法，在精密单点定位中固定整周模糊度，将误差项从整周模糊度中分离出来，恢复模糊度的整数特性，通过逐步固定星间单差宽巷整周模糊度、星间单差窄巷模糊度、星间单差消电离层组合模糊度，最后获得固定解。其中，采用基于一般准则的窄巷模糊度搜索方法，考虑了所有未知项的残差，在最小二乘原理及模糊度为整数的条件下提供了唯一的最优解，不需要验证估计的整数模糊度。本发明中的模糊度固定方法有助于提升精密单点定位的定位精度、收敛速度及稳定性。
与现有技术相比，本发明在进行模糊度固定时可以使用多种频率和组合，不需要受限于传统产品中固定的频率和组合，简化处理流程；基于一般准则的窄巷模糊度搜索算法充分考虑了由于模糊度变化带来的各种参数残差的变化，提供了基于最小二乘和模糊度整数解条件下的最优解，可省去比率检验的过程。
本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。
附图说明
图1是本发明实施例的最优载波相位模糊度固定方法流程图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1，本发明实施例提供一种适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法，包括如下步骤：
S1、在卫星定位时，使用消电离层组合精密单点定位方法计算非差消电离层组合模糊度实数解；
S2、对于导航系统，根据高度角选择当前历元的基准星，计算星间单差消电离层组合模糊度；
S3、固定星间单差宽巷整周模糊度；
S4、固定星间单差窄巷整周模糊度；其中，采用基于一般准则的窄巷模糊度搜索算法，考虑了由于模糊度变化带来的各种参数残差的变化，在最小二乘原理及模糊度为整数的条件下提供唯一的最优解；
S5、固定单差消电离层组合模糊度，获得模糊度固定的定位解，由此消除模糊度对定位结果的影响。
本发明实施例还提供一种精密单点定位方法，使用所述的适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法进行模糊度固定。
根据本发明的实施例，针对最小二乘模糊度降相关平差的窄巷模糊度搜索算法未考虑所有未知项残差的情况，采用基于一般准则的窄巷模糊度搜索方法，考虑了所有未知项的残差，在最小二乘原理及模糊度为整数的条件下提供了唯一的最优解，不需要验证估计的整数模糊度。本发明中的模糊度固定方法有助于提升精密单点定位的定位精度、收敛速度及稳定性。由于提供了基于最小二乘和模糊度整数解条件下的最优解，还可省去比率检验的过程。
另外，针对当前模糊度改正产品使用复杂，格式不一致等问题，本发明实施例进一步使用相位OSB (observable-specific phase bias) 产品，其优势在于可直接在观测值上进行改正，支持多个频率的不同组合，不受小数周偏差产品和整数钟产品中特定频率和组合的限制。
以下进一步描述本发明具体实施例。
适用于多定位系统精密单点定位的最优模糊度固定算法流程图如图1所示，主要步骤如下。
1、使用传统的消电离层组合精密单点定位方法计算非差消电离层组合模糊度实数解。
载波相位观测值消电离层组合线性化后可如下表示：
。
其中为接收机到卫星的单位矢量，/>为待估参数增量，/>为光速，/>为消电离层组合接收机钟差，/>为天顶方向对流层延迟，/>为对应的投影函数，/>为消电离层组合的波长，/>为载波相位观测值测量噪声、多路径误差及其他未建模误差之和，非差消电离层组合模糊度/>可使用宽巷模糊度/>和窄巷模糊度/>表示
。
其中为窄巷组合的波长，/>为宽巷组合的波长，。
2、根据高度角选择当前历元的基准星，计算星间单差消电离层组合模糊度。
非差消电离层组合模糊度实数解可通过扩展卡尔曼滤波计算得到，星间单差消电离层组合模糊度实数解及根据误差传播率获取的对应方差-协方差阵/>如下：
。
其中上标表示卫星的PRN号，卫星/>为基准卫星，/>为卫星/>消电离层组合模糊度实数解，/>为基准星/>消电离层组合实数解，/>星间单差消电离层组合模糊度固定解，/>为硬件延迟偏差，可由OSB产品消除，/>为消电离层组合模糊度实数解方差-协方差阵，可由扩展卡尔曼滤波计算得到，/>为对应的星间单差系数矩阵。
3、固定星间单差宽巷整周模糊度。
使用原始载波相位观测值及对应频率的OSB产品进行改正后组成MW组合，宽巷组合的波长较长，可以直接采用取整求解的方式对星间单差宽巷模糊度直接固定，可表示为：
。
其中，表示取整操作，/>为宽巷组合波长，/>为卫星/>和卫星之间MW组合单差观测值，MW组合/>表示为：
。
其中为载波相位观测值宽巷组合，/>为测码伪距观测值窄巷组合，、/>分别为MW组合的接收机和硬件延迟，/>为MW组合噪声。
4、固定星间单差窄巷整周模糊度
成功固定单差宽巷整周模糊度后，根据宽巷、窄巷与消电离层组合模糊度之间的关系可得星间单差窄巷模糊度为：
。
其中，为测量噪声，/>为星间单差消电离层组合模糊度实数解，/>为宽巷组合波长，/>为窄巷组合波长，/>为星间单差宽巷模糊度；根据误差传播率求得的单差窄巷浮点解模糊度对应的方差-协方差阵/>为：
。
由于窄巷模糊度波长较小，在定位中具有强相关性，因此本提案采用与传统LAMBDA搜索算法不同的基于一般准则的模糊度搜索算法，具体如下。
首先，观测值方程可以线性化为的形式，其中/>，，/>为观测值矢量，/>为待求解参数，其中/>为模糊度参数，/>为其他待估参数，包括坐标、钟差、对流层延迟等，/>、/>为其对应的系数矩阵，通常要求解线性方程组要基于最小二乘准则，需满足条件：
。
其中，，/>为对应观测值的方差协方差矩阵。
考虑到模糊度需为整数，根据正交分解，则
。
其中为残差项，/>表示在/>的条件下求得的/>的值，/>为对应的方差协方差阵，/>和/>为忽略模糊度的整数特性后，求得的/>和/>在实数域上的解，具体如下：
。
若是传统的模糊度搜索算法，会忽略其他参数造成的影响，仅求解，在这里，我们采用的最优模糊度搜索算法如下。
。
具体计算方法为，在模糊度搜索区间内计算：
。
当的值最小时的模糊度即为最优模糊度。
5、固定单差消电离层组合模糊度，获得固定解
成功固定星间单差宽巷和窄巷模糊度之后，单差消电离层模糊度可以重新计算并恢复整数特性。对于固定后的单差消电离层组合模糊度，无法再将其恢复为非差形式的模糊度，采用约束滤波的方法重新求取参数，获取模糊度固定的定位解
。
其中，和/>分别为待估参数的固定解和实数解，/>为模糊度实数解，/>为对应的方差-协方差阵，/>为模糊度固定解，/>为/>和/>的协方差阵。
本发明适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法，针对最小二乘模糊度降相关平差的窄巷模糊度搜索算法未考虑所有未知项残差的情况，采用基于一般准则的窄巷模糊度搜索方法，通过构建和使用基于一般准则的模糊度搜索算法，考虑了所有未知项的残差，在最小二乘原理及模糊度为整数的条件下提供了唯一的最优解，因此，不需要验证估计的整数模糊度。与现有技术相比，本发明在进行模糊度固定时可以使用多种频率和组合，不需要受限于传统产品中固定的频率和组合，简化处理流程；基于一般准则的窄巷模糊度搜索算法充分考虑了由于模糊度变化带来的各种参数残差的变化，提供了基于最小二乘和模糊度整数解条件下的最优解，可省去比率检验的过程。本发明中的模糊度固定方法适用于精密单点定位,有助于提升精密单点定位的定位精度、收敛速度及稳定性。
本发明实施例还提供一种存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序被执行时至少执行如上所述的方法。
本发明实施例还提供一种控制装置，包括处理器和用于存储计算机程序的存储介质；其中，处理器用于执行所述计算机程序时至少执行如上所述的方法。
本发明实施例还提供一种处理器，所述处理器执行计算机程序，至少执行如上所述的方法。
所述存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备、或者它们的组合来实现。本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本发明所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本发明所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在卫星定位时，使用消电离层组合精密单点定位方法计算非差消电离层组合模糊度实数解；
S2、对于不同的导航系统，根据高度角选择当前历元的基准星，计算星间单差消电离层组合模糊度；
S3、固定星间单差宽巷整周模糊度；
S4、固定星间单差窄巷整周模糊度；其中，采用基于一般准则的窄巷模糊度搜索算法，考虑了由于模糊度变化带来的各种参数残差的变化，在最小二乘原理及模糊度为整数的条件下提供唯一的最优解；
S5、固定单差消电离层组合模糊度，获得模糊度固定的定位解；
步骤S1中，载波相位观测值消电离层组合线性化后表示如下：
；
其中为接收机到卫星的单位矢量，/>为待估参数增量，/>为光速，/>为消电离层组合接收机钟差，/>为天顶方向对流层延迟，/>为对应的投影函数，/>为消电离层组合的波长，/>为载波相位观测值测量噪声、多路径误差及其余未建模误差之和，非差消电离层组合模糊度/>使用宽巷模糊度/>和窄巷模糊度/>表示为：
；
其中为窄巷组合的波长，/>为宽巷组合的波长，/>为频率，对于GPS系统，为GPS的 L1波段的载波频率，/>为GPS的 L2波段的载波频率；
步骤S3中，使用原始载波相位观测值及对应频率的OSB产品进行改正后组成MW组合，采用取整求解的方式对星间单差宽巷模糊度直接固定，表示为：；
其中，表示取整操作，/>为宽巷组合波长，/>为卫星/>和卫星/>之间MW组合单差观测值，MW组合/>表示为：
；
其中为载波相位观测值宽巷组合，/>为测码伪距观测值窄巷组合，/>为宽巷组合模糊度，/>、/>分别为MW组合的接收机和硬件延迟，/>为MW组合噪声；
步骤S4中，固定单差宽巷整周模糊度后，根据宽巷、窄巷与消电离层组合模糊度之间的关系得到星间单差窄巷模糊度为：
其中，为测量噪声，/>为星间单差消电离层组合模糊度实数解，/>为宽巷组合波长，/>为窄巷组合波长，/>为星间单差宽巷模糊度，/>为GPS的 L1波段的载波频率，/>为GPS的 L2波段的载波频率；根据误差传播率求得的单差窄巷浮点解模糊度对应的方差-协方差阵/>为：
；
步骤S4中，所述基于一般准则的窄巷模糊度搜索算法具体包括：
首先，观测值方程线性化为的形式，其中/>，/>，/>为观测值矢量，/>为待求解参数，其中包括/>为模糊度参数，/>为坐标及其余待估参数，/>、/>为其对应的系数矩阵，要求解线性方程组基于最小二乘准则，满足条件：
；
其中，，/>为对应观测值的方差协方差矩阵；
模糊度参数为整数，根据正交分解，则；
其中为残差项，/>表示在/>的条件下求得的/>的值，/>为对应的方差协方差阵，/>和/>为忽略模糊度的整数特性后，求得的/>和/>在实数域上的解，具体如下：
；
采用的最优模糊度搜索算法如下：
；
其中，在模糊度搜索区间内计算：
；
当的值最小时的模糊度即为最优模糊度。
2.如权利要求1所述的最优载波相位模糊度固定方法，其特征在于，步骤S2中，非差消电离层组合模糊度实数解通过扩展卡尔曼滤波计算得到，星间单差消电离层组合模糊度实数解及根据误差传播率获取的对应方差-协方差阵/>如下：
；
其中上标表示卫星的PRN号，卫星/>为基准卫星，/>为卫星/>消电离层组合模糊度实数解，/>为基准星/>消电离层组合实数解，/>星间单差消电离层组合模糊度固定解，/>为硬件延迟偏差，/>为消电离层组合模糊度实数解方差-协方差阵，为对应的星间单差系数矩阵，/>为转置矩阵。
3.如权利要求1所述的最优载波相位模糊度固定方法，其特征在于，所述其余待估参数包括坐标、钟差、对流层延迟。
4.如权利要求1至2任一项所述的最优载波相位模糊度固定方法，其特征在于，步骤S5中，成功固定星间单差宽巷和窄巷模糊度之后，单差消电离层模糊度重新计算并恢复整数特性；对于固定后的单差消电离层组合模糊度，采用约束滤波的方法重新求取参数，获取模糊度固定的定位解：
；
其中，和/>分别为待估参数的固定解和实数解，/>为模糊度实数解，/>为对应的方差-协方差阵，/>为模糊度固定解，/>为/>和/>的协方差阵。
5.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序由处理器执行时，实现如权利要求1至4任一项所述的适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法。
6.一种精密单点定位方法，其特征在于，使用如权利要求1至4任一项所述的适用于精密单点定位的最优载波相位模糊度固定方法进行模糊度固定。
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|---|---|---|---|---|
| CN109212562A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-15 | 中国人民解放军61540部队 | 一种生成载波伪距观测量的方法 |
| CN110031879A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-19 | 武汉大学 | 模糊度域信息整合的高精度后处理定位方法及系统 |
| CN115267863A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-11-01 | 北京交通大学 | 一种精密单点定位逐级模糊度固定方法 |
| CN116430428A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-14 | 苏州元宇时空信息技术有限公司 | 一种三频精密单点定位测速方法、系统、计算机设备和可读存储介质 |
-
2023
- 2023-10-08 CN CN202311286992.4A patent/CN117031515B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109212562A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-15 | 中国人民解放军61540部队 | 一种生成载波伪距观测量的方法 |
| CN110031879A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-19 | 武汉大学 | 模糊度域信息整合的高精度后处理定位方法及系统 |
| CN115267863A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-11-01 | 北京交通大学 | 一种精密单点定位逐级模糊度固定方法 |
| CN116430428A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-14 | 苏州元宇时空信息技术有限公司 | 一种三频精密单点定位测速方法、系统、计算机设备和可读存储介质 |
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