[发明专利]一种基于尝试法的GNSS定位粗差探测方法

说明书

本发明公开了一种基于尝试法的GNSS定位粗差探测方法，其实现过程为：构造GNSS观测方程，利用最小二乘(LS)进行参数估计，从而得到观测值残差向量V；计算单位权中误差估值利用多余观测值个数f自适应地计算单位权中误差超限阈值，判断GNSS观测值是否存在粗差；若存在粗差，则利用基于尝试法的思想实现精确粗差定位；剔除所探测到含有粗差观测值，重新进行LS参数估计。该方法无需对逐个观测值进行残差假设检验，因此可在一定程度避免传统残差检验中因阈值设置不合理导致过多或过少地剔除部分GPS/BDS观测值的问题。该方法简单，易于实现，应用效果相对良好，尤其是在观测环境较差的情况下能够较为明显地提高GNSS平均定位精度。

技术领域

本发明属于GNSS高精度定位领域，涉及到一种基于尝试法的GNSS定位粗差探测识别技术，它以全球卫星导航系统(GNSS)、精密控制测量、移动载体定位导航等领域为实际应用背景，可用于复杂环境中GNSS观测值粗差频繁出现条件下的移动载体高精度定位应用方向。

背景技术

全球卫星导航系统(GNSS)具有全天候、高精度等优点，已应用到大地测量、导航、地质灾害监测等众多领域。但同时GNSS信号较为脆弱，特别是在复杂环境下，GNSS观测值难免会受粗差污染，若粗差没有得到妥善处理，会导致最终定位结果偏离实际，给实际应用带来较大不利，因此粗差探测是GNSS定位数据处理质量控制环节的重要内容。

目前在GNSS数据处理中，粗差处理可归纳为两种模式，即将粗差归入随机模型的抗差估计模式和将粗差归入函数模型的均值漂移模式。关于抗差模式处理粗差方面，国外主要有Huber权函数法、Tukey权函数法及丹麦权函数法等抗差方案，国内学者构建了抗差IGG方案、双因子等价权以及等价方差-协方差函数等抗差方案。这些方案已得到较多应用，一般对权阵作处理，通过对含有粗差观测值权阵进行降权,能够削弱含粗差观测值的影响，但容易遇到矩阵秩亏的情形。基于均值漂移模型来消去粗差的方法在处理过程中不会对权阵作出改变,相应地也不会遇到矩阵秩亏的情形。基于均值漂移模型一般是对观测值验后残差序列进行假设检验，如常用的正态分布检验、χ²分布检验、t分布检验，将不合格的观测值进行剔除。传统的残差序列假设检验，给定了置信水平α，即确定了残差是否超限的阈值，考虑到GNSS载波观测值残差的敏感性以及可能会受到模型误差的影响，阈值大小对粗差探测效果影响非常重要，偏大可能造成不能准确地将粗差剔除，偏小可能会导致一些质量较好的观测值也被剔除。在实际数据处理中，尤其是复杂环境观测数据质量较差的情况下，很难事先给定一个非常合理的阈值，因此这种粗差探测方法效果往往不是很理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种无需对逐个观测值进行残差假设检验的粗差探测方法。该方法首先通过单位权中误差估值判断是否存在粗差，然后利用尝试法思想进行粗差定位，简称为两步法粗差探测。该方法在一定程度避免了传统残差检验中因阈值设置不合理导致过多或过少地剔除部分GNSS观测值的问题，为复杂环境下的GNSS粗差探测提供一种有效的处理方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于尝试法的GNSS定位粗差探测方法，包括如下步骤

(1)构造GNSS观测方程，利用最小二乘进行参数估计，从而得到观测值残差向量V；

(2)计算观测值单位权中误差估值

(3)利用多余观测值个数f自适应地计算超限阈值，并根据是否超限，判断GNSS观测值是否存在粗差，若不存在粗差，则直接输出定位结果；

(4)若观测值存在粗差，基于尝试法进行精确粗差定位，具体步骤为：

(4.1)粗差判断：在每次只剔除一个观测值条件下，获得n个剔除观测值后的单位权标准差，则其中的极小值对应的观测值存在粗差；