[发明专利]一种多点定位系统接收站位置误差校正方法

权利要求书

1.一种多点定位系统接收站位置误差校正方法，其特征在于：其方法为(1)坐标系建立；(2)函数设计；(3)优化方法设计；其中优化方法设计的步骤为：

步骤一：利用RTK设备精确的测量5个信标的位置，位置测量的标准方差为σ＝0.1m；

步骤二：利用GPS接收机对所有的接收站位置进行粗测量，位置测量的标准方差σ＝50m；

步骤三：将接收站以4个为一组，假设机场布置20个接收站点，则共分5组；针对每一组，4个接收站共有12个未知坐标变量；

步骤四：基于最小代价函数的多变量依次寻优；

步骤五：对步骤四再进行变步长迭代优化；

步骤六：对其余各组接收站，按照步骤四、五进行优化，同样可获得到相应接收站的精确位置；

所述函数设计设接收站站点数为M，第m个站点坐标为{x_rm，y_rm，z_rm}；信标位置数为K，第k个信标位置坐标为{x_k，y_k，z_k}，定义如下代价函数：

其中，τ_m，1，k为第m个接收站与第1个接收站收到第k个信标信号的时间差，显然，公式(1)具有单极值性，为最优化搜索接收站位置提供了依据。

2.如权利要求1所述的一种多点定位系统接收站位置误差校正方法，其特征在于：根据公式(1)可知，让代价函数为零的独立方程数为K·(M-1)个；同时，接收站的位置是三维的，即每个接收站有三个未知数，则M个接收站的未知数有3M个，为了使得方程有唯一解，则要求：

K·(M-1)≥3M (2)

对公式(2)作如下变换得

在公式(3)中，M＞1表示接收站个数在两站及其以上，同时成立，那么信标的数量K满足关系：

K＞3 (4)

为了让系统最简单，我们在这里选取信标的数量为

K＝4 (5)

将公式(5)带入公式(2)，可得：

M≥4 (6)

结合公式(5)、(6)，针对二次方程求解时去模糊，需要再增加一个信标位置，本方案的最小寻优系统为5个信标、4个接收站。

3.如权利要求1所述的一种多点定位系统接收站位置误差校正方法，其特征在于：所述步骤四利用5个精确的信标位置，4个初始的接收站位置，对12个变量进行逐个变量搜索优化，相应的过程为：对变量1进行优化，其中变量偏差范围按照步骤五来设计，同时固定变量2至12，并将最优值替代变量1；接着对变量2进行优化，固定更新后的变量1，以及变量3至12，并将最优值替代变量2；以此类推，到最后一次优化搜索，即对变量12进行优化，固定更新后的变量1至11，并将最优值替代变量12。

4.如权利要求1所述的一种多点定位系统接收站位置误差校正方法，其特征在于：步骤五所述变步长迭代优化包括大步长迭代、中步长迭代和小步长迭代。

5.如权利要求4所述的一种多点定位系统接收站位置误差校正方法，其特征在于：所述大步长迭代设计变量偏差范围为[-3σ：1：3σ]/m，进行100次迭代优化，其中σ为对接收站站址的测量误差。

6.如权利要求4所述的一种多点定位系统接收站位置误差校正方法，其特征在于：所述中步长迭代在大步长优化结果基础上，设计变量偏差范围为[-3σ：1：3σ]/10m，再进行100次迭代优化。

7.如权利要求4所述的一种多点定位系统接收站位置误差校正方法，其特征在于：所述小步长迭代：在中步长优化结果基础上，设计变量偏差范围为[-3σ：1：3σ]/100m，进行100次迭代优化，最终得到4个接收站的精确位置。