[发明专利]一种单频接收机绝对定位中整周模糊度的变粒度确定方法

摘要

一种单频接收机绝对定位中整周模糊度的变粒度确定方法，属于卫星导航与定位技术领域，涉及卫星导航定位系统中单频接收机利用卫星载波相位进行单点精确定位的方法。本发明在利用单点静态定位的LAMBDA算法解算出整周模糊度的浮点解和分布方差的基础上，首先对浮点解进行粗糙整数映射，完成搜索空间的整数域粗糙化，再利用粗糙整数粒度改变搜索区域，按搜索条件对整周模糊度进行搜索，得到整周模糊度的整数域；然后不断减小粗糙整数粒度，重复以上过程，直至粗糙整数粒度等于1，完成对整周模糊度的搜索，从而得到精确的载波相位整周模糊度。利用本发明，可以快速、方便、可靠地实现单频接收机地载波相位高精度定位，可应用于低成本的高精度导航定位系统中。

主权项

1、一种单频接收机绝对定位中整周模糊度的变粒度确定方法，包括以下步骤：步骤1、假定单频接收机已经跟踪上k颗或k颗以上导航卫星信号，利用单点静态定位的LAMBDA算法，解算出整周模糊度的浮点解x_i(i＝1，2，…，k)和分布方差σ_i(i＝1，2，…，k)，其中k表示导航卫星的数目，且k≥4；步骤2、构造整数映射，将整周模糊度的搜索区域映射为整数域{y_i}：构造一个普通整数映射函数f₁(x_i)：f₁(x_i)＝{y_i|x_i-3σ_i≤y_i≤x_i+3σ_i，y_i∈Z}         (1)其中，x_i为整周模糊度浮点解，σ_i为模糊度浮点解x的分布方差，i＝1，2，…，k；步骤3、通过粗糙整数粒度g，对步骤2所得的整数域{y_i}进行粗糙化处理：设定初始粗糙整数粒度g₀＝g＝2^m，m∈z且2≤m≤10，对步骤2所得的整数域{y_i}进行粗糙化处理，得到：[y]il={yil1,yil2,···,yilg};i=1,2,···,k;l=1,2,···,L---(2)]]>(2)式中，[y]_i表示粗糙整数；L表示整数域{y_i}的整数个数除于g后四舍五入得到的整数；然后，对[y]_i进行下述运算，得到L个模糊度搜索区域：(3)式中，[y]_il表示粗糙整数的数字表现；表示取小于等于“·”的最大整数；步骤4、构造条件搜索模型：模糊度搜索区域的形状和方向由其协方差阵Q_N确定，为了利用模糊度搜索区域的粗糙整数的数字表现来代替其中的整数，进行搜索，设定整周模糊度的估计量为：N^i/I=N^i-Σj=1i-1σN^iN^j/JσN^j/J2(N^j/J-Nj)---(3)]]>其中，代表I＝{i-1，i-2，…，1}，是指在确定了前i-1个模糊度取值后，第i个模糊度的估计值；与是模糊度协方差矩阵Q_N中各模糊度之间对应参量；是模糊度浮点解x_i的直接取整；N_i为粗糙整数集中待检验的整周模糊度取值N_i＝[y]_i；i＝1，2，…，k表示卫星号；这样，在粗糙整数构成的搜索区域内，构造出下述条件搜索模型：Σi=1k(N^i/I-Ni)2/σN^i/I2≤χ2---(4)]]>步骤5、设定门限x²，对步骤3所得的L个模糊度搜索区域进行搜索：令门限χ2=g0g,]]>g₀为初始粗糙整数粒度，g为当前粗糙整数粒度，g＝g₀/2；根据步骤4构造的搜索模型，结合门限x²，对整周模糊度进行下述搜索：(N^1-N1)2≤σN^12χ2(N^2/1-N2)2≤σN^2/12[χ2-(N^1-N1)2/σN^12]...(N^k/(k-1),...,1-Nk)2≤σN^k/(k-1),...,12[χ2-Σj=1k-1(N^j/j-1,...,1-Nj)2/σN^j/j-1,...,12]---(5)]]>这样，提取出所有满足搜索条件的整周模糊度可能取值N_i＝[y]_i，将对应的粗糙整数[y]_i筛选出来并集中到一起；步骤6、减小粗糙整数粒度g＝g₀/2，重复步骤3至步骤6，直到粒度g＝1，得到最终整周模糊度取值；当粗糙整数粒度g＝1时，若步骤5的搜索结果仍不唯一，则利用下述判定条件：minNΣi=1k(N^i/I-Ni)2/σN^i/I2---(6)]]>得到整周模糊度的唯一解。