一種gnss載波相位平滑偽距處理方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種GNSS載波相位平滑偽距處理方法。本發(fā)明通過對平滑常數(shù)的解算，通過當前歷元的載波相位、下一歷元的粗碼偽距和載波相位、元載波相位平滑偽距初始值獲取的下一歷元外推偽距，計算出下一歷元的載波相位平滑偽距值。重復上述過程，實時獲取GNSS載波相位平滑偽距值。采用本發(fā)明提高了載波相位平滑偽距精度，進而大大提高了GNSS定位精度。
【專利說明】一種GNSS載波相位平滑偽距處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種GNSS載波相位平滑偽距處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)GNSS定位原理是:采用接收機觀測得到的衛(wèi)星到接收機的距離觀測量，根據(jù)已知的衛(wèi)星位置，采用幾何交會法計算接收機的位置。GNSS針對民用用戶公開提供的距離觀測量為粗碼偽距。
[0003]GNSS的粗碼偽距誤差較大，GNSS接收機輸出的粗碼偽距測量誤差在包括多路徑時可達Im~3m左右。相比之下，GNSS載波相位隨機誤差僅為毫米級，即使包括了多路徑效應，隨機測量誤差也小于lcm。當沒有周跳時，理論上載波相位歷元間差(轉(zhuǎn)換為距離差)與粗碼偽距差應該相等。因此，可以用多歷元的載波相位平滑偽距，達到壓縮粗碼偽距誤差的目的，稱為載波相位平滑偽距。載波相位平滑偽距是降低粗碼偽距誤差，提高定位精度，特別是提高差分定位精度的經(jīng)典手段，廣泛應用于差分定位數(shù)據(jù)處理。
[0004]載波相位平滑偽距原理如下:
[0005]GNSS粗碼偽距和載波相位的觀測方程可表示為:
P(k) = R{k) + I(k) + C{k) + εΡ (k) I
[0006]= + C(yt) + λΝ + ￡^ (Λ)| (i)
[0007]其中，P表示觀測偽距；L表示轉(zhuǎn)換為距離的載波相位，也稱載波相位偽距；k表示觀測歷元；R表示真實幾何距離；1表示電離層延遲；N表示載波相位整周數(shù)；λ表示載波波長；ε P表示包括多路徑在內(nèi)的粗碼偽距測量誤差；q表示包括多路徑在內(nèi)的載波相位偽距設(shè)備測量誤差；C表示公共誤差項，包括星歷誤差、星鐘誤差、對流層延遲和接收機鐘差。
[0008]設(shè)相鄰歷元間無周跳，則將粗碼偽距和載波相位偽距分別在歷元間求差為
P(k) - P(k-1) = R(k) - R(k-\) + I(k)-1(k-\) + sp (k) — sP(k-1)1
[0009]L(k)-L(k-1) = R(k) - R(k -1) -1{k) + I(k -V) +εφ (k) -s,(k-\)\ (2)
[0010]電離層延遲的時變特性非常緩慢，因此可忽略歷元間電離層延遲變化，即認為:
[0011]I(k) (k-1) (3)
[0012]可得:
R(k)-R(k-l) = R(k) - R(k ~\) + ερ (k) (A:-1)1
[0013]L{k)-L(k-\) = R(k)-R{k-\) + s4{k)-s^k-\)\ (4)
[0014]理論上，載波相位歷元間差應該與粗碼偽距歷元間差相等，即:
[0015]R (k)-R (k-1) ^ L (k)-L (k-1) (5)
[0016]因此，根據(jù)式(4)可由載波相位歷元間差值重建粗碼偽距，即
[0017]Hk-\) = P{k)-[L{k)-L{k-\)](6)[0018]由于ε << ε ρ，重建后的粗碼偽距誤差將被大大壓縮。
[0019]假設(shè)從k = O歷元開始的載波相位觀測量持續(xù)沒有周跳，且令為(O) = P(O)，則根據(jù)公式(6)可連續(xù)采用后續(xù)η個歷元的觀測量重建k = 0歷元的粗碼偽距，即
【權(quán)利要求】
1.一種GNSS載波相位平滑偽距處理方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、GNSS接收機實時輸出粗碼偽距和載波相位； 步驟二、由GNSS接收機輸出的當前歷元的粗碼偽距，獲得載波相位平滑偽距初始值，所述當前歷元為接收機輸出的第一個粗碼偽距； 步驟三、根據(jù)步驟一獲得的當前歷元粗碼偽距和下一歷元載波相位，與步驟二獲得的載波相位平滑偽距初始值，獲取下一歷元的外推偽距Pex (k)； 步驟四、獲取下一歷元的載波相位平滑偽距值Psm(k)
Psm(k) = w(k) XP(k) + [l-w(k)] XPex(k) 其中，w(k)為前歷元k的偽距權(quán)重，如果平滑常數(shù)M值大于歷元k，則偽距權(quán)重取w (k)=I / k，如果平滑常數(shù)M值不大于歷元k，則偽距權(quán)重取w (k) = I / M；

【文檔編號】G01S19/37GK103792558SQ201410015871
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】劉廣軍, 羅海英, 郭晶, 李強, 劉旭東, 齊巍 申請人:中國人民解放軍63921部隊