[发明专利]一种自适应的GNSS载波相位差分滑坡监测方法

说明书

本发明公开了一种自适应的GNSS载波相位差分滑坡监测方法，通过接收监测站和参考站GNSS观测数据，得到观测到的卫星的伪距、载波相位、载噪比，将观测数据中的载波相位观测量作双差组成载波相位双差观测方程组，通过抗差卡尔曼滤波进行解算，得到监测站位置的浮点解，并通过剔除观测质量较差卫星来对载波相位的整周模糊度参数进行筛选，采用MLAMBDA算法搜索整周模糊度，最终得到监测站位置的固定解，另外通过统计所有卫星的连续锁定历元数大于设定值的比例，并与设定比例值比较，自动调整滤波策略，将连续解算与单历元解算的优势结合，保证恶劣观测环境下的固定率及定位精度。

技术领域

本发明涉及卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种自适应的GNSS载波相位差分滑坡监测方法。

背景技术

随着全球卫星导航系统(GNSS，GlobalNavigation Satellite System)的发展，高精度差分定位技术已广泛应用于山体滑坡等高精度监测领域。传统高精度差分定位技术通常构建载波相位双差观测方程通过卡尔曼滤波技术求的高精度定位结果，但当观测环境较差时使用传统卡尔曼滤波技术与全部模糊度固定的方法，通常会出现周跳频繁、固定困难、精度达不到要求等情况。。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应的GNSS载波相位差分滑坡监测方法，旨在解决传统高精度差分定位技术在恶劣观测环境下的固定率及定位精度较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用一种自适应的GNSS载波相位差分滑坡监测方法，包括下列步骤：

步骤1、在监测区域放置参考站接收机和监测站接收机，接收GNSS观测数据，获得观测到的卫星数据；

步骤2、根据所述GNSS观测数据计算监测站接收机的位置，并计算每颗卫星仰角；

步骤3、选取参考站与监测站间的共视卫星，构建载波相位双差观测方程；

步骤4、求解所述载波相位双差观测方程，计算得到监测站位置及站间单差整周模糊度的浮点状态矩阵和浮点状态协方差矩阵；

步骤5、筛选站间单差整周模糊度并进行单差转双差处理，搜索整周模糊度的最优估计值；

步骤6、对所述最优估计值判定确认，输出整周模糊度固定解或浮点解；

步骤7、将双差模糊度恢复成单差模糊度，进入下一历元解算。

其中，观测到的卫星数据包括卫星的伪距、载波相位和载噪比。

其中，在根据所述GNSS观测数据计算监测站接收机的位置，并计算每颗卫星仰角的过程中，根据接收到的GNSS观测数据，使用单点定位计算监测站接收机的位置，为抗差卡尔曼滤波的时间更新过程提供位置初始值，并计算每颗卫星仰角。

其中，在步骤4中，具体为：使用抗差卡尔曼滤波算法进行时间和状态的更新，包括下列步骤：

统计当前历元连续锁定历元数大于设定值的卫星占卫星总数的比例，

当比例大于或等于设定值时，采用连续解算模式；

当比例小于设定值时，采用单历元解算模式；

根据时间更新过程的状态预测值及观测值，得到新的浮点状态矩阵和浮点状态协方差矩阵。

统计当前历元连续锁定历元数大于设定值的卫星占卫星总数比例的计算为抗差卡尔曼的时间更新，根据根据时间更新过程的状态预测值及观测值可以进行抗差卡尔曼的状态更新。

其中，所述连续解算模式的更新过程包括下列步骤：

若当前历元为首历元，则根据监测站单点定位位置及载波相位单差初始值来初始化浮点状态矩阵和浮点状态协方差矩阵；