[发明专利]一种基于伪距观测噪声的伪距差分定位分区定权方法

说明书

本发明公开一种基于伪距观测噪声的伪距差分定位分区定权方法，包括如下步骤：首先，基于载波、伪距双差观测量构建几何无关组合观测量；然后，利用滑动窗口取平均法获得电离层及载波观测量模糊度固定值，并进一步分离出伪距观测噪声；最后，以观测噪声越小对定位解算贡献率越大为原则，结合各卫星观测噪声所在区间，将观测噪声绝对值的倒数作为主要权重因子，建立各卫星双差伪距观测量的定权模型。此种基于伪距观测噪声的伪距差分定位分区定权方法能够有效评估双差伪距观测量的质量，提高导航定位的精度。

技术领域

本发明属于全球导航卫星定位技术领域，特别涉及一种基于卫星伪距观测噪声的伪距差分定位分区定权方法。

背景技术

在全球导航卫星定位技术中，伪距差分定位能够有效消除或削弱时钟、大气等误差影响，提高定位的精度和时效性，另一方面，相对于载波相位差分定位，伪距差分定位时间短，效率高，放宽了使用限制。特别对于单频GNSS接收机，因无需解算周跳和模糊度，只需具有简单的差分功能即可实现定位，且终端价格相对低廉，若能达到分米级的定位精度，将具有广阔的市场应用前景。

在伪距差分定位中，观测值的权阵，即随机模型影响着线性(或线性化)观测方程的参数估值及其精度评定，一个合适的定权方法可有效降低各种系统残余误差的影响，提高导航定位的精度。目前，较常用的定权方法有等权法、基于高度角、载噪比或信噪比定权。等权模型认为所有的卫星观测值有相同的精度，赋予其相同的权重，该定权方法计算简单，主要应用在观测环境较好的情况；高度角定权法是根据卫星的高度不同，赋予不同的权重，通常高度角较小的观测值受电离层、对流层和多路径误差的影响更大，其观测质量不如高度角大的观测值，此时可降低其权重，反之亦然。由于卫星观测值受影响因素很多，等权法及高度角定权不能准确地评估观测值的质量，在实际应用中具有一定的局限性。对于信噪比或信噪比定权法，主要利用了载波能量与噪声能量的比值来定权，通常用于载波相位定位中。因此，在伪距差分定位中，如何实时构建观测值合适的权阵以提升定位精度一直是该领域众多学者关注的问题。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于伪距观测噪声的伪距差分定位分区定权方法，能够有效评估双差伪距观测量的质量，提高导航定位的精度。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于伪距观测噪声的伪距差分定位分区定权方法，包括如下步骤：

步骤1，基于载波、伪距双差观测量构建几何无关组合观测量L；

步骤2，利用滑动窗口取平均法获得电离层及载波观测量模糊度固定值ΔL_n(k)，并进一步分离出伪距观测噪声

步骤3，以观测噪声越小对定位解算贡献率越大为原则，结合各卫星观测噪声所在区间，将观测噪声绝对值的倒数作为主要权重因子，建立各卫星双差伪距观测量的定权模型。

上述步骤1中，载波双差观测量表达式是：

伪距双差观测量表达式是：

其中，为星际站际差分算子；λ为对应的载波波长；分别为双差载波、伪距观测量；ρ为站星几何距离；N为载波观测量模糊度；I₁、T分别为电离层、对流层误差；分别为双差载波、伪距观测噪声；

则忽略双差载波观测噪声的影响，几何无关组合观测量L的表达式是：

上述步骤2中，设置时间窗口n，多历元取观测量L的平均值，获得每个历元k中的常数ΔL：

然后采用累积移动平均值，得到：

当k＜n时，滑动窗口的历元数取n＝k。