[发明专利]一种固定北斗地基增强系统基准站窄巷模糊度的方法

摘要

本发明公开了一种固定北斗地基增强系统基准站窄巷模糊度的方法，采用北斗三频观测量，并相继固定超宽巷、宽巷模糊度，建立窄巷模糊度多路径误差模型，根据导航卫星轨道周期的重复性，对当天窄巷模糊度序列进行多路径误差模型改正，以快速固定窄巷模糊度，从而快速得到厘米级的高精度定位结果。

主权项

1.一种固定北斗地基增强系统基准站窄巷模糊度的方法，其特征在于：采用北斗三频观测量，并相继固定超宽巷、宽巷模糊度，建立窄巷模糊度多路径误差模型，根据导航卫星轨道周期的重复性，对当前天窄巷模糊度序列进行多路径误差模型改正，以固定窄巷模糊度，从而快速得到厘米级甚至毫米级的高精度定位结果；所述北斗三频观测量包括三频伪距虚拟观测值P(i,j,k)和相位虚拟观测值φ(i,j,k)；其中：其中i,j,k表示组合系数；Pi和φi分别表示第i个频率fi的伪距虚拟观测量和相位虚拟观测量；φ(i,j,k)的频率、波长以及模糊度如下所示：f(i,j,k)＝i*f1+j*f2+k*f3   (3)；N(i,j,k)＝i*N1+j*N2+k*N3   (5)；c表示光速，N为模糊度；φ(i,j,k)的一阶电离层比例因子为：假设三个频率的噪声影响是一样的，伪距和相位的噪声分别为δp和δφ，则三频虚拟伪距观测值P(i,j,k)和相位虚拟观测值φ(i,j,k)的噪声影响分别为：u表示组合噪声影响因子；伪距和相位虚拟组合量的无几何观测模型表示如下：(l,m,n)和(i,j,k)为不同的整数集合，I表示在传播路径上的f1频率上电离层延迟；所述方法的具体实现包括以下步骤；步骤1：准确固定前一个周期的窄巷模糊度，获取前一个周期的双差无电离层无几何距离残差序列；其具体实现包括以下子步骤：步骤1.1：根据公式(9)在单历元准确确定超宽巷模糊度参数步骤1.2：使用基于几何距离的线性观测方程来估计北斗次超宽项模糊度其中基于几何距离的线性观测方程为：式中，双差伪距虚拟组合观测量，双差载波虚拟组合观测量，为双差卫地距组合观测量，β为一阶电离层比例因子，和分别为虚拟相位和伪距组合噪声；为f₁频率上的双差电离层延迟；经过最小二乘解算之后，次超宽项模糊度通过LAMBDA算法搜索获得；步骤1.3：根据和计算得到两个宽项模糊度：步骤1.4：当两个宽项模糊度被固定之后，即可联合双差L1、L2以及L3载波相位观测量确定窄巷模糊度；忽略三维位置坐标参数，固定上一个周期L1模糊度的观测方程可以表示为：其中，v残差向量，m是天顶对流层延迟投影函数，β为一阶电离层比例因子，λ载波波长，I和N1频率f1上的电离层误差以及双差模糊度，l相应的残余误差向量，N(1,‑1,0)和N(1,0,‑1)分别为两组不同波长的宽巷模糊度，通过公式(12)以及LAMBDA搜索算法，采用24小时观测数据即可估计L1模糊度；步骤1.5：通过超宽项、宽项模糊度以及窄巷观测量组合得到无电离层无对流层误差影响窄巷模糊度其中，和表示经超宽巷和宽巷模糊度改正的观测值，λ_(i,j,k)和分别表示窄巷相位组合观测值、波长和噪声；浮点系数a₁和a₂满足如下条件：该方法解算的窄巷模糊度值会受到组合观测值的多路径误差和噪声的影响，由于GEO卫星多路径误差具有系统性偏差，因此无法直接通过多历元取均值的方式固定；步骤1.6：通过公式13减去公式12得到的窄巷模糊度，获得前一个周期的双差无电离层无几何距离残差序列；步骤2：将步骤1中得到的双差无电离层无几何距离残差序列转换成单差残差序列；转换矩阵为：式中，w_n表示卫星高度角的定权因子，是待估观测测站i‑j和卫星n的单差残差,双差残差量；步骤3：对无电离层无几何距离单差残差进行低通滤波去噪处理之后得到单差无电离层无几何距离多路径误差模型；步骤4：在顾及卫星轨道重复周期之后，在公式(13)中减去前一个周期提取的无电离层无几何距离多路径误差模型，得到没有多路径误差影响的无电离层无几何距离组合序列，并对累计的无电离层无几何距离组合序列均值取整得到精确的模糊度参数值。