一种基于陀螺测量信息约束的GNSS载波相位模糊度求解方法

摘要

一种基于陀螺测量信息约束的GNSS载波相位模糊度求解方法，其步骤为：(1)以当前卫星接收机观测到卫星的几何精度因子最小为优化目标，得到四颗可见卫星作为主卫星；(2)根据多接收机天线对四颗主卫星的载波相位观测值，计算初始的双差载波相位模糊度搜索范围；(3)根据陀螺测量信息，以动态过程载体方位角变化值为约束条件，压缩模糊度搜索范围；(4)基于压缩后的模糊度搜索范围，求解得到正确的模糊度。本发明具有原理简单、解算速度快、精度高、稳定性好等优点。

主权项

一种基于陀螺测量信息约束的GNSS载波相位模糊度求解方法，其特征在于，步骤为：(1)以当前卫星接收机观测到卫星的几何精度因子最小为优化目标，得到四颗可见卫星作为主卫星；(2)根据多接收机天线对四颗主卫星的载波相位观测值，计算初始的双差载波相位模糊度搜索范围；所述步骤(2)的具体流程为：(2.1)得到双差载波相位方程；在同一时刻，同时对接收机和卫星进行差分，得到双差载波相位方程：其中，为分别对接收机1、2和卫星i、j进行双差得到的载波相位观测，为分别对接收机1、2和卫星i、j进行双差得到的双差整周模糊度，i和j为卫星编号，λ为载波波长，为基线矢量，ε为观测噪声；(2.2)、计算初始的双差载波相位模糊度搜索范围；对于两个接收机即单基线的情况，假设两个天线同时观测到n+1颗卫星，观测一个历元可以组成n个双差载波相位方程，其中包含3个基线矢量参数，n个双差整周模糊度参数，组成如下矩阵形式的误差方程：ΔV＝ΔA·ΔX‑ΔL               (5) 其中，残差向量设计矩阵其中代表历元t星站间单位矢量之差的各分量；ΔX＝[a_x a_y a_z N¹ … Nⁿ]^T包括基线向量[a_x a_y a_z]和n个双差整周模糊度待估参数[N¹ … Nⁿ]，当载体在静态情况时，待估参数为n+3维；载波相位观测向量为t时刻第j 个双差载波相位观测值；组成法方程为：(ΔA^TΔPΔA)ΔX‑ΔA^TΔPΔL＝0            (6) 其中，解法方程，得到未知参数矢量：ΔX＝(ΔA^TΔPΔA)^‑1ΔA^TΔPΔL       (7) 得到的双差整周模糊度解称为浮点解；对于模糊度矢量的N个元素分别进行历元t检验：以便将实数解附近的满足上述条件的整数都挑选出来；式中1‑α为置信水平；为实数解的验后均方差；(Q_XX)_ii为权逆阵中第i行第i列的元素；则可根据自由度f＝n‑u和置信水平(1‑α),从历元t分布的数值表中查取；采用上述方式，分别将r个元素中每个元素的整数候选值都挑出来，进行排列组合，共得到个不同的整数组合，N_i为置信区间中候选整数值的个数，则N即为整周模糊度搜索空间；(3)根据陀螺测量信息，以动态过程载体方位角变化值为约束条件，压缩模糊度搜索范围；(4)基于压缩后的模糊度搜索范围，求解得到正确的模糊度。