[发明专利]一种具有时间维持特性的伪距差分方法

摘要

本发明公开了一种具有时间维持特性的伪距差分方法。采用具有时间维持特性的伪距差分的策略，本发明流动站用户接收一次参考站数据，流动站用户能够实现1分钟左右连续定位，保证用户终端定位的连续性，同时减少流动站用户接收参考站的数据流量，降低用户定位的成本。

主权项

1.一种具有时间维持特性的伪距差分方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)，参考站将t₁时刻原始观测值进行编码后通过无线网络发送给流动站用户，将t₂时刻流动站用户观测值与t₁时刻的参考站观测值进行数据预处理，从两组观测值中选择共同卫星的数据；其中，t₂时刻晚于t₁时刻10～100秒时间；步骤2)，从共同卫星中选择高度角最大的卫星作为参考星，其他卫星作为非参考星，参考站非参考星与参考星伪距观测方程进行作差，流动站非参考星与参考星伪距观测方程进行作差，分别组成星间伪距单差；步骤3)，将组成的两组星间伪距单差观测方程进行作差，组成伪距双差观测方程，进行差分定位，解算用户位置；所述步骤2),具体步骤如下：2a)，假设参考站M在t₁时刻非参考星i和参考星j伪距观测方程分别为：其中，分别表示卫星i、j在t₁时刻的伪距观测值；分别表示卫星i、j在t₁时刻距离参考站M的几何距离；c表示光速；tⁱ(t₁)、t^j(t₁)分别表示卫星i、j在t₁时刻的卫星钟钟差；t_M(t₁)表示参考站M在t₁时刻的接收机钟差；分别表示卫星i、j在t₁时刻对流层延迟；分别表示卫星i、j在t₁时刻电离层延迟；分别表示卫星i、j在t₁时刻其他误差项；假设，流动站用户R在t₂时刻非参考星i和参考星j伪距观测方程分别为：其中，分别表示卫星i、j在t₂时刻的伪距观测值；分别表示分别卫星i、j在t₂时刻距离流动站R的几何距离；c表示光速；tⁱ(t₂)、t^j(t₂)分别表示卫星i、j在t₂时刻的卫星钟钟差；t_R(t₂)表示流动站R在t₂时刻的接收机钟差；分别表示卫星i、j在t₂时刻对流层延迟；分别表示卫星i、j在t₂时刻电离层延迟；分别表示卫星i、j在t₂时刻其他误差项；2b)，分别将(2)式减(1)式，(4)式减(3)式分别得到参考站和流动站星间伪距单差方程为：其中，为单差算子，分别表示参考站M和流动站R非参考星i与参考星j伪距观测值之差；分别表示参考站M和流动站R非参考星i与参考星j几何距离之差；δt^i,j(t₁)、δt^i,j(t₂)分别表示参考站M和流动站R非参考星i与参考星j卫星钟差之差；表示分别非参考星i与参考星j对流层之差；分别表示参考站M和流动站R非参考星i与参考星j电离层之差；分别表示参考站M和流动站R非参考星i与参考星j其他误差项之差；所述步骤3),具体步骤如下：3a)，将(6)式减(5)组成伪距双差观测方程为：其中：其中，表示t₁时刻到t₂时刻伪距双差观测值；表示t₁时刻到t₂时刻对流层延迟变化；表示t₁时刻到t₂时刻电离层延迟变化；δt^i,j(t₂,t₁)表示t₁时刻到t₂时刻卫星i、j原子钟随时间变化，也称为原子钟噪声；表示t₁时刻到t₂时刻其他误差随时间变化；根据短时间的相似性忽略δt^i,j(t₂,t₁)、方程(7)简化成如下形式：3b)，设流动站用户坐标的近似值为(X_R0,Y_R0,Z_R0)，其相应坐标改正为(δX_R,δY_R,δZ_R)，则式(9)按照泰勒级数一次项展开，线性化得：式中，分别表示卫星i、j在流动站近似坐标(X_R0,Y_R0,Z_R0)处卫星到测站之间的几何距离的近似值，为方向余弦，其值为式中，其中，(Xⁱ(t₂),Yⁱ(t₂),Zⁱ(t₂))、(X^j(t₂),Y^j(t₂),Z^j(t₂))分别表示卫星i、j在t₂时刻的卫星坐标；因此线性化后的伪距双差观测方程为：其中，为卫星i、j在t₂时刻的伪距双差观测值残差；若流动站用户在t₂时刻有m颗共同卫星，经过星间和站间差分后还有m‑1个伪距双差观测方程，构造t₂时刻流动站用户终端伪距双差定位模型的误差方程为：V_R(t₂)＝B_R(t₂)X_R(t₂)‑L_R(t₂)  (13)式中：其中，式(13)中，V_R(t₂)表示流动站R在t₂时刻的双差观测值残差向量；B_R(t₂)表示坐标改正前系数矩阵；X_R(t₂)表示流动站坐标改正向量；L_R(t₂)表示观测向量；3c)，根据最小二乘估计准则对t₂时刻流动站用户终端伪距差分定位模型的误差方程求解，可得：其中，P_R(t₂)表示权矩阵；坐标改正平差后结果为最终，流动站用户终端位置(X_R(t₂),Y_R(t₂),Z_R(t₂))为：