[发明专利]基于单频导航卫星数据确定卫星差分伪距偏差的方法

摘要

一种基于单频导航卫星数据确定卫星差分伪距偏差的方法，涉及卫星导航应用中卫星差分伪距偏差确定与修正技术，该方法包括以下步骤：A、单频GNSS原始观测数据的采集以及精密卫星轨道、钟差产品的获取；B、单频GNSS非组合伪距和相位观测方程的构建；C、单频非组合精密单点定位函数模型的构建；D、单频非组合精密单点定位卡尔曼滤波解算；E、电离层延迟建模以及导航卫星差分伪距偏差的确定；利用单频接收机实现了导航卫星差分伪距偏差参数的确定，可将现有导航卫星差分伪距偏差估计方法的硬件成本降低90﹪以上，同时，该方法设计合理简单，提高了效率。本设计不仅成本低，而且效率高。

主权项

1.一种基于单频导航卫星数据确定卫星差分伪距偏差的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：A、单频GNSS原始观测数据的采集以及精密卫星轨道、钟差产品的获取；B、单频GNSS非组合伪距和相位观测方程的构建经由线性化，原始非组合单频GNSS伪距和相位观测方程可表示为：式(1)中，s和r分别为卫星、接收机；i为历元号；j为频率号；和分别为伪距与相位观测量；包含了与频率无关项：站星距、对流层延迟、观测噪声及若干非模型化误差；dt_r，i和分别为接收机钟差和卫星钟差；d_r，i和分别为接收机和卫星伪距硬件延迟；为第i频率上电离层斜延迟；为模糊度参数；C、单频非组合精密单点定位函数模型的构建a、基于各导航系统首个频率j＝1上的观测数据和精密卫星轨道、钟差产品构建单频非组合精密单点定位函数模型；b、消秩亏处理合并和可得卫星差分伪距偏差参数式(2)中，为消电离层组合卫星伪距硬件延迟参数，为首个频率上的卫星伪距硬件延迟；合并两类接收机端的未知参数dt_r，i和d_r，1，得形为的有偏接收机钟差；定义和为基准，则可得形为的可估电离层斜延迟，其中，为首历元有偏接收机钟差；c、至少联合前两个历元的观测数据进行滤波初始化，建立满秩的单频非组合精密单点定位函数模型：单频非组合精密单点定位函数模型的设计矩阵为：式(4)中，第一列对应位置参数与对流层参数，第二列对应接收机钟差项，第三列对应模糊度参数，第四、五列分别对应第一、二个历元电离层参数，从第二个历元开始逐历元滤波解算，且接收机钟差参数可估；初始化之后，假定当前历元即第二个历元之后观测到m颗卫星，联合所有卫星可得2m首个频率上的伪距P与相位Φ观测方程，具体形式如下：式(5)中，Y_i为第i个历元观测值向量，形式如式(5)中，A_，i为第i个历元状态转移矩阵，为待估参数向量，ε_y为未被模型化的噪声；D、单频非组合精密单点定位卡尔曼滤波解算从第二个历元开始逐历元卡尔曼滤波解算，过程描述如下：时间预报：式(7)中，和D_i，i‑1分别为待估参数一步时间预报值及其预报协方差阵，Φ为状态转移矩阵；新息向量：式(8)中，和为新息向量及其协方差阵，Y为观测值向量，A为单频非组合精密单点定位函数模型的设计矩阵，为先验单位权方差，Q为观测值噪声的协方差阵；增益矩阵K为：状态向量更新：式(10)中，和D_i即为参数X在第i历元的卡尔曼滤波值及协方差阵；E、电离层延迟建模以及导航卫星差分伪距偏差的确定将由步骤D估计得到的作为本步骤的输入信息，进行电离层延迟的建模，估计电离层延迟模型系数，同步实现卫星差分伪距偏差参数的确定。