提高北斗二代民用雙頻定位接收機的定位精度的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)技術領域，具體涉及一種提高北斗二代民用雙頻定 位接收機的定位精度的方法。
【背景技術】
[0002] 衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經(jīng)成為當今世界國家綜合國力及科學技術發(fā)展水平的重要標志， 是國家經(jīng)濟基礎的重要組成部分，它已經(jīng)進入人們的日常生活中，與社會發(fā)展和經(jīng)濟建設 息息相關。我國也已經(jīng)投入大量的資金和人力，積極進行北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System，BDS)的研究。到2020年左右，我國將建成覆蓋全球的北斗 衛(wèi)星導航系統(tǒng)，其將成為繼美國GPS、俄羅斯GLONASS和歐洲Galileo之后的又一個全球全天 候的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
[0003]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以自主進行高精度定位，避免了對國外定位系統(tǒng)的依賴，這 對我國的經(jīng)濟發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。目前，民用北斗定位多采用B1I單頻定位。然而，單 頻測量定位無法準確測量電離層延時，并且測量值也易波動。2013年11月，中國衛(wèi)星導航系 統(tǒng)管理辦公室發(fā)布《北斗系統(tǒng)空間信號接口控制文件正式版2.0》。文件定義了北斗衛(wèi)星導 航系統(tǒng)空間星座和用戶終端之間公開服務信號B1I和B2I的相關內容，為民用雙頻衛(wèi)星定位 帶來了契機。而常用的B1I和B2I雙頻定位方法普遍存在兩方面的問題:一方面，只是簡單地 消除了電離層延時，未將兩個頻點的測量值結合使用；另一方面，在實際環(huán)境中，由于受多 徑延時、衛(wèi)星故障和信號遮擋等因素影響，接收機未必能同時接收到信號質量較好的B1I和 B2I雙頻點信號。這兩方面的問題嚴重影響了現(xiàn)有的民用雙頻定位接收機的定位精度。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于提出一種提高北斗二代民用雙頻定位接收機的定位精度 的方法，該方法在補償電離層延時的同時，將兩個頻點的碼相位測量值和載波相位測量值 結合使用，提高了修正后偽距的可靠性;并且，根據(jù)噪聲方差選擇偽距模式，進一步選擇B1I 單頻定位、B2I單頻定位和雙頻定位，以保證在可靠的前提下盡可能多地利用測量值，從而 克服上述現(xiàn)有技術中存在的兩個影響定位精度的技術問題，使得北斗二代民用雙頻定位接 收機的定位精度得以較大提高。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術問題所提出的技術方案如下：
[0006] 提高北斗二代民用雙頻定位接收機的定位精度的方法，包括以下步驟：
[0007] S1、實時獲取跟蹤模塊輸出的B1I和B2I頻點的碼相位嘁1和供，以及載波相位 外―_8:1和％-52 ;
[0008] S2、由碼相位< 和嘁?2，分別計算B1I和B2I頻點的當前歷元粗偽距/^^和 Pc_B2 '
[0009] S3、根據(jù)設備熱噪聲的等效測距誤差，分別評估B1I和B2I頻點的噪聲方差〇^和
[0010] S4、根據(jù)步驟S3中的噪聲方差<4和，選取偽距計算模式PRMode;再根據(jù)偽距計 算模式PRMode，由噪聲方差< 和巧2計算平滑系數(shù)M;
[0011] S5、根據(jù)偽距計算模式PRMode，由步驟S2中的當前歷元粗偽距M和/計算 當前歷元粗偽距線性組合值/^::
[0012] S6、根據(jù)偽距計算模式PRMode，對當前歷元粗偽距線性組合值進行電離層補償， 得到當前歷元電離層補償后偽距
[0013] S7、由步驟S1中獲取的載波相位#_S1和，計算當前歷元載波相位線性組合值 ψρ ?
[0014] S8、由當前歷元載波相位線性組合值和上次歷元載波相位線性組合值化1，計 算當前歷元偽距增量Ph
[0015] S9、由當前歷元電離層補償后偽距/^、當前歷元偽距增量上次歷元平滑偽距 pf1和平滑系數(shù)M，計算得到當前歷元平滑偽距4 ;
[0016] S10、用當前歷元平滑偽距/4構造測量方程，解算接收機的定位結果。
[0017] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的上述技術方案至少具有以下有益效果：
[0018] 1)對雙頻點B1I和B2I下的碼相位#_S1和W 計算得到的當前歷元粗偽距 和進行線性組合，同時還對雙頻點下的載波相位4 m和&進行線性組合，提高了 粗偽距和載波相位的可靠性，進而改進了最終定位偽距，使利用偽距解算定位結果的測量 方程更加穩(wěn)定和準確，最終提高了接收機定位結果的穩(wěn)定性和精度；
[0019] 2)在雙頻點B1I和B2I下，對當前歷元粗偽距和的當前歷元粗偽距線性 組合值進行模式切換的雙頻電離層延時補償，充分利用了不同環(huán)境下的偽距，在精確消 除電離層延時的同時保證了偽距的連續(xù)穩(wěn)定，進而改進了最終定位偽距，使利用偽距解算 定位結果的測量方程更加穩(wěn)定，最終使定位結果更加穩(wěn)定；
[0020] 3)用線性組合的載波相位平滑了電離層補償后的偽距，使電離層補償后偽距更加 精準，進而改進了最終定位偽距，最終利用改善后的偽距構造出的測量方程解算出精準的 定位結果；
[0021] 4)用噪聲方差動態(tài)調整偽距平滑系數(shù)，避免了固定值在不同環(huán)境下的不適應，使 平滑后偽距更加平滑，進而改進了最終定位偽距，利用改善的偽距構造測量方程最終提高 了定位結果的穩(wěn)定性；
[0022] 5)根據(jù)噪聲方差，切換偽距模式，將單頻偽距和雙頻偽距結合使用，在排除噪聲較 大的信號同時保證高效利用偽距，利用改善的偽距通過構造測量方程最終解算出高精度的 定位結果。
[0023]本發(fā)明的上述技術方案具有實現(xiàn)簡單，計算量小，僅僅采用加法而無需復雜的乘 法和除法運算，而且具有性能優(yōu)異、可靠性強的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明具體實施例提供的提高北斗二代民用雙頻定位接收機的定位精度的 方法的流程圖；
[0025]圖2是信號強度-150dBm時，平滑前偽距與平滑后偽距方差；
[0026]圖3是信號強度-150dBm時，雙頻傳統(tǒng)方法偽距與雙頻線性組合偽距方差；
[0027]圖4是信號強度_150dBm時，雙頻傳統(tǒng)定位方法誤差與雙頻線性組合定位誤差。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明作進一步說明。
[0029]本發(fā)明的【具體實施方式】提供了一種提高北斗二代民用雙頻定位接收機的定位精 度的方法，本實施方式中采用的系統(tǒng)參數(shù)定義如下表1所示：
[0030]表1北斗民用雙頻點系統(tǒng)參數(shù)
[0032] 參考圖1，本方法包括以下步驟S1~S10:
[0033] S1、實時獲取跟蹤模塊輸出的B1I和B2I頻點的碼相位和,以及載波相位 U 口
[0034] S2、由碼相位政和< κ，分別計算當前歷元粗偽距g j和
[0035] S3、根據(jù)設備熱噪聲的等效測距誤差，分別評估B1I和B2I頻點的噪聲方差和