[发明专利]整周模糊度初始化装置及方法

说明书

技术领域

本发明有关于载波相位测量装置及方法，特别是有关于一种载波相位测量整周模糊度的整周模糊度初始化装置及方法。

背景技术

一般而言，GPS接收机可通过两种方式进行测量：伪距测量和载波相位测量(Carrier Phase Measurements)。和伪距测量相比，载波相位测量可以获得厘米至毫米级的动态定位精度。但接收机在开始跟踪卫星信号的载波相位时，卫星发射载波至GPS信号接收机的初始相位数是一个未知数，称之为整周模糊度(Integer Ambiguity Resolution)。

为了确定模整周糊度，Remondi在1988年提出一种通过天线交换获取整周模糊度的方法。其做法为在距离基准站5到10米处选择一天线交换点，在基准点和交换点上分别设置GPS接收天线，观测2～8个时元(epcho)以后，互相交换天线，再观测2～8个时元，最后再交换回去观测2～8个时元做检核，前两次的观测值用于初始化。由于将天线位置进行互换，等价于卫星几何图形产生了较大的变化，因而基线解具有较好的稳定性，可用较小的观测值求出基线相量，从而求解出整周模糊度。这种方法实现比较简单，求解迅速，但是需要将两个天线在基准点和交换点之间来回交换，对用户而言，操作起来不够方便；并且在交换两个天线的过程中，还需严格地将整个交换过程控制在很短的几十秒时间内，以保证卫星未失锁，这将进一步增加交换天线位置的操作困难度。

又例如，于2006年8月2日授权公告的中国ZL02138711.7号专利文件也揭示了一种短基线DGPS的初始化整周模糊度的方法。该方法通过设计移动GPS接收机天线位置和提取观测数据的操作步骤、相应的数据处理方法来达到操作步骤简单、易实施，估值准确的效果。但这一方法仍需交换接收机天线的相对位置，在移动GPS接收机天线位置的过程当中，仍然存在交换天线操作不便、困难、不易保证交换过程的较短时间等相关的实际问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种整周模糊度初始化装置及方法，能解决现有技术中交换天线操作不便、困难的技术问题，使整周模糊度的初始化易于操作，可以十分方便、快速地变换两个接收天线的相对位置。

本发明的另一目的是提供一种整周模糊度初始化装置及方法，能在保持第一天线和第二天线间距离矢量的距离和方向两者当中的一者固定不变的情况下，仅改变其中的另一者，能使计算简易且准确。

本发明提供的一种整周模糊度初始化装置，所述整周模糊度初始化装置包括有变换装置，所述变换装置用于改变第一天线和第二天线间距离矢量的距离和方向两者当中的至少一者。

在一个优选的实施例中，所述变换装置直接与所述第一天线、第二天线相连接。通过所述变换装置仅变换第一、第二天线的相对位置，操作轻便，但要求第一、第二天线与其第一、第二主机之间的连接线要足够长，以能适应第一、第二天线的移动距离；理想的实施例，第一、第二天线与第一、第二主机之间分别采用无线连接的方式来传输数据，不会存在受连接线长度限制的问题。可以预见的，如果第一、第二主机体积相对较小，且所述第一、第二天线分别设在所述第一、第二主机上，可以考虑使变换装置连接所述第一、第二主机，使变换装置由所述第一、第二主机间接地与第一、第二天线相连接，此时在变换第一、第二天线的位置时，需要移动第一、第二主机整体来带动所述第一、第二天线移动。

在一个优选的实施例中，所述变换装置实施为单根且呈直杆状的动作臂。一方面，可以使第一、第二天线滑动地配合在所述动作臂上，第一、第二天线仅通过在动作臂上滑动，就能在保持第一、第二天线间距离矢量的方向不变的情况下，改变二者之间的距离。另一方面，所述动作臂还可以绕一个位于其下方的支撑轴转动，这样，可以通过动作臂的转动，能在保持第一、第二天线间距离矢量的距离不变的情况下，改变二者之间距离矢量的方向。仅改变第一天线和第二天线间距离矢量的距离和方向两者当中的一者，能使计算简易且准确。当然，可以使第一、第二天线既能相对于动作臂滑动来改变二者间距离，同时通过动作臂转动来改变二者间距离矢量的方向，即同时改变距离矢量的距离和方向两个因素。

在一个优选的实施例中，所述支撑轴处在所述动作臂的一端，此方案在变换第一、第二天线的位置时，只需转动两个天线其中的一者就可以变换二者间距离矢量的方向。这样在变换方向时，位于支撑轴这一端的天线是固定不动的，两个天线间距离矢量会有一个固定的基点。