[发明专利]一种基于系统间随机模型在线估计调整的多模精密单点定位方法

说明书

本发明涉及一种基于系统间随机模型在线估计调整的多模精密单点定位方法，属于空间定位导航技术领域。包括将GNSS各系统观测值进行分类，按照验前方差确定的权值模型进行初次定权；按照给定的权阵进行定位；根据定位结果计算观测值的单位权方差；判断验前方差和权方差是否相等，若不等则根据前一次迭代的单位权方差重新定权；采用降权因子对迭代时后验因子残差值最大的观测量进行等价权处理；对观测值进行重新平差直到单位权方差相等，最终分配各系统权重，更新系统随机模型。本发明充分利用多系统随机模型误差相关特性，进行多系统随机模型的实时动态权值配比，同时采用IGGIII模型的抗差Helmert方差估计法降低粗差对定位结果的影响，提高了定位精度及可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于系统间随机模型在线估计调整的多模精密单点定位方法，属于空间定位导航技术领域。

背景技术

导航领域技术的探索和开发对国家发展战略具有深远意义。面对实时精准位置测量的巨大需求，亟需开展为车载驾驶、航空航天、深海勘探等提供高精度定位方法的研究。基于载波相位观测值的精密单点定位方法，以定位精度高、作用范围广和成本控制低等优点成为有效实现实时定位的方法之一。考虑到单系统精密单点定位精度约2cm，导致定位精度受限，进而限制用户端的定位性能，因而有人在提高定位精度的考虑下，提出多系统精密单点定位技术，将精密单点定位精度提高约0.5cm。

然而，以上技术旨在提高精密单点定位精度，并未考虑非模型化误差对精密单点定位可靠性影响。针对苛刻环境，系统随机性强、应用场景复杂等问题使得简单模型无法精确还原真实动态场景，从而影响多系统精密单点定位可靠性。由于系统间所受的多种干扰因素在模型空间内具有相关性，如何充分利用此种误差统计特性，是真正意义上提高多系统精密单点定位精度的关键所在。综上所述，设计一种新型基于多系统随机模型误差统计特性的精密单点定位技术具有相当的迫切性。

发明内容

本发明的目的是为了提高精密单点定位精度和定位可靠性而提供一种基于系统间随机模型在线估计调整的多模精密单点定位方法。

本发明的目的是这样实现的，具体包括以下步骤：

步骤1、将GNSS各系统观测值进行分类，并按照验前方差确定的权值模型进行初次定权；

步骤2、按照给定的权阵进行定位；

步骤3、根据定位结果计算观测值的单位权方差，进行验前方差权值确定性检验；

步骤4、基于Helmert方差估计理论判断验前方差和权方差是否相等，若不等则根据前一次迭代的单位权方差重新定权；

步骤5、基于抗差估计法处理粗差思想、采用降权因子对迭代时后验因子残差值最大的观测量进行等价权处理，来降低系统参数估计的贡献；

步骤6、重复步骤3和步骤4，直至单位权方差相等时迭代结束，并输出方差，最终分配各系统的权重，更新系统的随机模型。

本发明还包括这样一些结构特征：

1、所述步骤1包括：

步骤1.1、通过GNSS线性化后系统的误差方程和随机模型，以及不同GNSS系统的观测值和对应的权值得到对应的误差方程：

其中：v_i—导航系统i所对应的位置误差向量；A_i—导航系统i的观测矩阵；l_i—分别为状态量的估计值、导航系统i所对应的观测量；

步骤1.2、三种不同的导航系统对应的随机模型协方差值分别为P₁、P₂、P₃，则有：