[发明专利]精密单点定位技术中相位偏差的估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密单点定位（PPP）技术中误差的估计与改正，尤其是一种精密单点定位技术中相位偏差的估计方法，是PPP技术模糊度固定的重要组成部分。

背景技术

实时精密单点定位技术是基于状态空间域改正信息的高精度定位方法，是目前卫星定位领域的热门技术。从技术发展模式来看，精密单点定位技术是标准单点定位技术和广域差分技术相融合的定位技术，它的出现改变了以往只有双差定位模式才能达到高精度定位的现状，是GPS定位技术中继RTK和网络RTK技术后的又一次技术革命。另外，这种定位技术采用单向通讯、独立定位的模式，具有不受基线长度限制、作业方便自由、数据处理相对简单等优点，它的实现将大大提高利用GPS技术进行精确定位操作的灵活性，是卫星定位技术规律性的回归。

实时PPP技术定位的基本方法为：流动站用户采用一台GPS接收机的双频伪距和载波相位观测值，通过接收IGS服务组织提供的GPS精密轨道和精密钟差产品内插出相应观测时刻对应卫星编号的卫星轨道和钟差信息，同时应用精化的误差模型改正定位过程中的对流层、天线相位中心、地球自转、固体潮汐、海洋潮汐等多种误差，进行单站绝对定位，确定用户位置，见图1所示。

在实时PPP中，模糊度的准确固定是提高定位精度和收敛速度的首要条件，而相位偏差改正则是固定PPP模糊度的关键所在。在传统的精密单点定位数学模型中，通常忽略相位偏差这项误差，将模糊度参数作为实参数同接收机位置一起估计，因而不能利用模糊度的整数特性，参数估值只能随着观测量的累积和几何结构的变化逐步趋于收敛。这些相位偏差被映射到模糊度中，使得非差和单差观测值整周模糊度不再具有整数的特性，即使在其它误差影响可以忽略不计的情况下，也不能将其准确固定，因为这些模糊度依然以实数解存在。对于精密单点定位中相位偏差的研究主要有分为两类，一类采用将相位偏差小数与整数分离后对偏差小数部分求算术平均值的方式，这类方法中主要有非差相位偏差估计方法、单差相位偏差估计方法；采用这种方式计算相位偏差时直接采用卫星的精密轨道和钟差信息而不需要估计卫星的精密钟差，计算方便简单；然而以算术平均值的方式确定最终相位偏差并不能真实反映相位偏差的本质,导致得到的相位偏差具有较大的误差。另一类采用卫星钟差估计的方式，这类方法利用卫星钟差吸收相位偏差的小数部分，直接求解非差模糊度，在估计相位偏差时同时将卫星钟差一并作为待估参数，不宜建模，且计算复杂。

发明内容

本发明公开了一种精密单点定位技术中相位偏差的估计方法，其特征在于：根据跟踪网内参考站已知的精确坐标以及相位偏差的空间一致性，依据相位偏差与模糊度线性相关且不同测站相同卫星的星间差分模糊度具有近似相等的相位偏差小数部分的性质，对单差宽巷和L1单差相位偏差小数部分进行估计，包括以下步骤：

1）根据跟踪网内参考站已知的精确坐标，以位置作为约束条件，对单差无电离层组合模糊度进行参数估计，得到单差无电离层组合模糊度的浮点解；

2）采用M-W组合法对单差宽巷模糊度进行参数估计，解算出单差载波相位宽巷模糊度浮点解，借助三角函数分离出单差宽巷模糊度的小数部分，采用方向数据统计理论对分离出的单差宽巷模糊度的小数部分进行计算，得到单差宽巷相位偏差小数，用单差宽巷相位偏差小数改正单差宽巷模糊度，并用取整法将其固定为整数值；  

3）根据1）得到的单差无电离层组合模糊度浮点解和2）得到的单差宽巷模糊度整数解，解算单差L1模糊度浮点解，借助三角函数将其小数部分分离出来，采用方向数据统计理论对分离出来的单差L1模糊度小数部分进行计算，得到单差L1相位偏差小数；

4）将2）得到的单差宽巷相位偏差小数和3）得到的单差L1相位偏差小数播发给流动站用户，改正、恢复单差宽巷模糊度和单差L1模糊度的整周特性，并用LAMBDA方法将它们固定为整数，得到PPP固定解。

上述第1）步的具体方法可以是：

根据GPS伪距和载波相位非差观测的基本方程

   （1）

（2）

式中，为卫星与接收机之间的几何距离，为电离层延迟，为对流层延迟，为真空中光的速度，为接收机端的仪器码延迟，为卫星端的仪器码延迟，为接收机钟差，为卫星钟差，为接收机端相位偏差，为卫星端相位偏差，为零时刻接收机信号的初始相位，为零时刻卫星信号的初始相位，为载波相位整周模糊度，为载波相位波长，、分别为伪距和载波相位观测噪声；