[发明专利]一种基于组合和非组合混合观测模型的精密单点定位方法

说明书

本发明公开了一种基于组合和非组合混合观测模型的精密单点定位方法，包括：通过融合伪距和载波相位的非差非组合观测量、以及无电离层组合观测量，构建组合/非组合信息的混合观测模型；根据所述组合/非组合信息的混合观测模型，利用Kalman滤波器对精密单点定位状态参数进行递推估计；所述精密单点定位状态参数包括：接收机的三维坐标、接收机钟差、对流层延迟、各卫星斜路径上的电离层延迟、各卫星L1频率信号载波相位模糊度和L2频率信号载波相位模糊度。该方法融合了组合和非组合观测模型各自的优点，提高了精密单点定位算法的适应性和定位性能。

技术领域

本发明涉及卫星精密导航定位领域，特别涉及一种通过融合非组合和组合观测量建立组合/非组合混合观测模型，提高精密单点定位算法的适应性和定位性能的一种方法，具体为一种基于组合和非组合混合观测模型的精密单点定位方法。

背景技术

精密单点定位是一种基于精密星历和钟差产品实现高精度定位的一种技术方法。由于PPP技术在精密定位方面有很多优势，例如只需要单台接收机、无需架设地面基准站、作业距离不受限制和成本低等，因此在广域精密单点定位、地震监测、水汽反演和电离层监测等方面具有广阔的应用前景，并已逐渐成为卫星导航领域的热点研究方向之一。

在精密单点定位中，观测函数模型反映观测量与待估参数之间的函数关系，它是实现精密定位解算的关键。无电离层组合模型是最早提出一种精密单点定位观测函数模型，它通过对双频观测数据的线性组合消除了电离层延迟，是目前应用最为广泛也是应用最为成熟的一种函数模型。但由于该模型需要双频观测数据，使其只能用于双频GNSS接收机。此外，由于该模型对双频观测数据进行了线性组合，放大了观测噪声同时也降低了观测量利用效率。近年来，研究人员针对传统无电离层组合模型存在的问题，又先后提出来多种PPP定位函数模型，例如Uofc模型、历元间差模型、星间差模型、星间历元间差模型以及非差非组和模型等。在众多观测模型中，非差非组合模型由于采用原始伪距和载波相位的观测方程避免了观测量之间线性组合放大观测噪声的弊端，同时在仅有单频观测数据时也能进行精密定位解算，对观测信息具有较高的利用效率。基于上述优点，非差非组合模型近年来得到广泛的关注和研究。然而，非差非组合模型由于额外增加了对电离层延迟参数的估计，目前其实际定位性能并不稳定。总而言之，上述中提到的各种函数模型均有各自的优缺点，在实际应用中通常是根据应用对象的不同选择单一函数模型进行PPP定位解算，这使得PPP算法的场景适应性较弱，定位性能也有待提高。

发明内容

本发明提供了一种基于组合和非组合混合观测模型的精密单点定位方法，以解决采用单一函数模型精密定位算法的适应性差的问题，并进一步改善精密单点定位算法的定位性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于组合和非组合混合观测模型的精密单点定位方法，包括以下步骤：

S1：通过融合伪距和载波相位的非差非组合观测量、以及无电离层组合观测量，构建组合/非组合信息的混合观测模型；

S2：根据所述组合/非组合信息的混合观测模型，利用Kalman滤波器对精密单点定位状态参数进行递推估计；所述精密单点定位状态参数包括：接收机的三维坐标、接收机钟差、对流层延迟、各卫星斜路径上的电离层延迟、各卫星L1频率信号载波相位模糊度和L2频率信号载波相位模糊度。

进一步地，步骤S1中，融合伪距和载波相位的非差非组合观测量，包括：

根据非差非组合模型，采用原始伪距和载波相位观测量，融合为非差非组合观测；所述非差非组合模型的观测方程分别为：