[发明专利]一种模糊度固定的PPP/SINS紧组合定位定姿方法

说明书

本发明提供一种模糊度固定的PPP/SINS紧组合定位定姿方法，其特征在于：采用PPP/SINS紧组合方式，在原始观测值层面进行信息深度融合，利用惯性导航短时间内递推的高精度位置辅助PPP浮点模糊度解算，在获得高精度浮点PPP模糊度后，进行PPP模糊度固定，依次固定宽巷模糊度和窄巷模糊度，利用固定成功的窄巷模糊度再次更新其余的状态参数，并采用传递模式保持模糊度固定，实现连续的高精度定位定姿。本发明可以明显改善PPP/SINS组合定位定姿的精度和可靠性，尤其在GNSS信号中断的情况下，可以加速PPP模糊度的重新收敛和重新固定，增强PPP/SINS组合技术在复杂环境下的可用性。

技术领域

本发明属于GNSS/SINS组合导航领域，涉及一种模糊度固定的PPP/SINS紧组合定位定姿方法。

背景技术

精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)技术是指利用国际全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)服务组织(International GNSSService，IGS)提供的精密产品，综合考虑各项误差模型的精确改正，利用伪距和载波相位观测值实现单站精密绝对定位的方法。然而，由于PPP模糊度中耦合了硬件延迟和各类误差，模糊度失去了整数特性而无法固定，传统的PPP定位以浮点解为主。近年来，随着卫星轨道钟差产品的质量提升，各类误差的精细化处理，PPP模糊度固定成为可能。PPP模糊度固定主要是通过解算参考网内卫星端相位小数偏差并由服务器向用户播发，用户在改正该相位小数偏差后恢复模糊度的整数特性，进行PPP模糊度固定。Ge在2008年首次实现了星间单差模型的PPP固定技术，之后，Collins和Laurichese分别提出了钟差去耦法和相位整数钟法。得益于PPP模糊度固定技术，PPP定位取得了与差分GNSS相一致的精度水平。

在以往的GNSS/SINS(Starpdown Inertial Navigation System)组合系统中，通常采用差分GNSS/SINS组合的技术方案，其主要原因是差分GNSS可以提供厘米级的高精度位置。然而，差分GNSS技术需要参考站的支持，在沙漠、山区、海岛礁等困难偏远地区难以实施。因此，PPP技术被视为解算大范围偏远地区定位的理想手段，但传统的PPP采用浮点模糊度解算，其精度和可靠性不如差分GNSS，导致PPP/SINS组合技术的应用受到很大的限制。

在此背景下，本发明提出了模糊度固定的PPP/SINS紧组合定位定姿技术，一旦PPP模糊度固定，就能取得与差分GNSS相同水平的定位精度，同时，也能保持PPP定位在大范围内实施作业的优势。由于PPP和SINS采用了紧组合，两者信息能够紧密的融合，实现广域内的高精度定位定姿。

发明内容

本发明提出了一种模糊度固定的PPP/SINS紧组合的方法，具有广域内精密定位定姿的能力以及抗复杂环境的优点

本发明技术方案提出一种模糊度固定的PPP/SINS紧组合定位定姿方法，采用PPP/SINS紧组合方式，在原始观测值层面进行信息深度融合，利用惯性导航短时间内递推的高精度位置辅助PPP浮点模糊度解算，在获得高精度浮点PPP模糊度后，进行PPP模糊度固定，依次固定宽巷模糊度和窄巷模糊度，利用固定成功的窄巷模糊度再次更新其余的状态参数，并采用传递模式保持模糊度固定，实现连续的高精度定位定姿。

而且，惯导辅助PPP浮点模糊度解算的实现方式为，

选择无周跳、无粗差、高度角最高的卫星作为参考星，形成星间单差的PPP/SINS观测方程，通过PPP/SINS紧组合解算，在线标定惯性器件的系统误差，在卫星数不足或者完全中断的情况下，利用标定以后的SINS保持高精度位置的递推解算，通过参数间的函数关系，间接辅助PPP浮点模糊度解算。

而且，PPP模糊度固定的实现方式为，