[发明专利]海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法

权利要求书

1.一种海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法，其特征在于，包含如下内容：

在海上测量环境中，利用天线间的基线长度构建卡尔曼滤波状态方程和观测方程向量之间的约束关系；

依据约束关系构建约束卡尔曼滤波准则，获取海上精密单点定位状态向量最佳估值。

2.根据权利要求1所述的海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法，其特征在于，假设在k时刻观测到m颗卫星，构建卡尔曼滤波的状态方程和观测方程，其中，卡尔曼滤波的状态方程和观测方程分别表示为：X_k＝Φ_kX_k-1+W_k-1，Z_k＝H_kX_k+V_k，X_k为n维的状态向量，Φ_k为n×n维状态转移矩阵，X_k-1为上个观测历元的状态向量，W_k-1为n维的过程噪声，Z_k为m维的观测矩阵，H_k是m×n维的系数矩阵，V_k为m维的观测噪声矩阵。

3.根据权利要求2所述的海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法，其特征在于，采用已知的GNSS天线基线长度信息作为约束条件，在动态精密单点定位中，两根天线向量分别表示为X′_T1、X′_T2，天线基线长度采用表示天线间的基线长度，其中，X′_T1、X′_T2分别为已知天线位置向量；利用天线间的基线长度及约束卡尔曼滤波准则对状态向量进行预测。

4.根据权利要求3所述的海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法，其特征在于，通过位置向量计算求出的基线长度与基线的真实长度S两者之间的偏差表示为ΔS，将基线长度转换为矩阵形式，则基线长度的约束条件表示为其中，D为约束矩阵。

5.根据权利要求4所述的海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法，其特征在于，状态方程和观测方程之间存在的线性约束条件表示为：d＝D X，其中，d为约束条件，X为状态向量；依据该约束条件建立状态向量之间的约束关系，获取约束卡尔曼滤波准则。

6.根据权利要求4所述的海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法，其特征在于，约束卡尔曼滤波准则表示为：X'为约束前的状态向量，Z为观测向量。

7.根据权利要求1或6所述的海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法，其特征在于，依据基线长度的约束条件及约束卡尔曼滤波准则，获取用于状态向量预测的估计方程，该估计方程表示为：其中，表示k时刻状态向量估计，X_k′表示k时刻约束前的状态向量，D_k表示k时刻约束矩阵，d_k为约束条件。

8.根据权利要求7所述的海上基线约束卡尔曼滤波精密单点定位方法，其特征在于，结合天线间基线长度及约束卡尔曼滤波准则对估计方程进行优化，优化后的估计方程表示为：其中，ΔS为基线长度计算值与其真实长度S之间的偏差。