[发明专利]一种面向复杂环境低成本的PPP随机模型自适应调整方法

说明书

本发明公开一种面向复杂环境低成本的PPP随机模型自适应调整方法，涉及卫星导航与定位技术领域。该方法的具体步骤包括：对复杂环境下低成本终端的GNSS原始观测数据进行严格的质量控制；基于码减相位模型获取观测值误差并拟合得到基于载噪比的先验随机模型；通过PPP验后残差自适应调整伪距、载波相位观测值的权重以获得更加鲁棒的定位结果。本发明充分利用了多系统、多频率GNSS测量误差的相关性，并结合验后残差阈值检验自适应地调整随机模型，有效地提升了城市复杂环境下低成本终端PPP的收敛速度与定位精度。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种面向复杂环境低成本的PPP随机模型自适应调整方法。

背景技术

GNSS信号在传播过程中面临着多种模型化与非模型化误差的严重影响。卫星轨道、钟差、差分码偏差、电离层、对流层等模型化误差，可以通过观测域差分或状态域改正的方式较好地消除。然而，非模型化误差如测量噪声、多路径、射频干扰等通常没有统一的修正模型，对GNSS定位性能的影响变得越来越严重。尤其是随着现代化建设的不断发展，城市环境变得越来越复杂。各种建筑物对GNSS信号的遮挡与反射、不同无线网络设施产生的射频干扰以及低成本终端较差的抗多径干扰能力，都使得在复杂环境中实现精准可靠定位面临着极大的挑战。而影响定位精度与可靠性的重要因素是如何合理地分配多系统、多频率GNSS观测值的权重。

传统的GNSS观测值加权模型通常采用等权模型或高度角定权模型。等权模型认为所有卫星导航系统、所有频率的观测值测距精度相等，然而该模型在大部分现实环境中均不适用。高度角定权模型认为GNSS观测值的测量误差主要与卫星的高度相关，对高度角较高的卫星分配较大的权重，而对高度角较低的卫星进行降权。该模型广泛应用于国际上一些知名的GNSS数据处理软件如BERNESE、PANDA、GAMIT等，并在开阔的环境中实现了较好的定位结果，但在建筑物、树木严重遮挡的城市复杂环境中效果不佳。因此，设计一种合理的多系统、多频率GNSS观测值加权模型，自适应地调整伪距、载波相位的观测值权重，是提升城市复杂环境下低成本终端PPP收敛速度与定位精度的关键因素。

发明内容

提供了本发明以解决现有技术中存在的上述问题。因此，需要一种面向复杂环境低成本的PPP随机模型自适应调整方法、装置及介质，可以在城市复杂环境中显著改善低成本导航终端的抗粗差能力，有效提升PPP的收敛速度与定位精度。

根据本发明的第一方案，提供了一种面向复杂环境低成本的PPP随机模型自适应调整方法，所述方法包括：

根据质量控制参数，对复杂环境下低成本终端的GNSS原始观测数据进行质量控制，以得到GNSS观测值，所述质量控制参数包括伪距粗差探测、载波周跳探测及载波比阈值检验；

通过码减相位模型获取观测值误差，并根据所述观测值误差与载噪比的相关性拟合得到基于载噪比的先验随机模型；

通过滤波求解得到PPP验后残差，并根据残差阈值检验自适应地调整伪距、载波相位观测值的权重以获得定位结果。

进一步地，所述根据质量控制参数，对复杂环境下低成本终端的GNSS原始观测数据进行质量控制，以得到GNSS观测值，具体包括：

根据历元间伪距与多普勒的关系，构建如下的伪距粗差探测模型：

G_P＝(P_k-P_k-1)-(D_k+D_k-1)·λ/2,k≥2 (33)