[发明专利]一种GNSS三频动对动定位方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航定位技术领域，尤其是GNSS三频动对动定位方法。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)载波相位差分动态定位技术可以达到厘米级的 精度，广泛应用于高精度导航定位领域中。但是传统意义上的“静-动”模式的差 分动态定位需要一个坐标已知的静态参考站，流动观测站与静态参考站形成差 分模式从而获得流动观测站位置。而在很多场合，需要关心的是两个运动载体 的相对位置，如空中加油、编队飞行、航空器对接、精密定姿等。例如图1所示， 可利用GNSS动对动定位，通过卫星提供的载波信号确定两架飞机精确的相对位 置关系。

这类没有静止参考站的动态相位定位问题，称之为“动对动定位”，动对动定 位有着广泛的应用前景，但是国内对于动对动导航定位技术研究尚存在空白。 GNSS载波相位差分动态定位达到厘米级精度，需要获得可靠的载波相位整周模 糊度，美国GPS现代化后将为其用户提供三个频率的卫星信号，三个频率可以增 加观测值的个数，获得更多三频组合无电离层、长波长且低噪声载波的虚拟观 测值，为整周模糊度解算提供新方法，减少整周模糊度固定时间，提高其成功 率，目前国内外对于三频模糊度固定方法研究主要有：伍岳，第二代卫星导航 系统多频数据处理理论及应用[D].武汉大学.2005；Yanming Feng，Chris Rizos. Geometry-Based TCAR Models and Performance Analysis[J].IUGG 2007，.July 2-13，Perugia，Italy；Wentao Zhang.Triple Frequency Cascading Ambiguity Resolution for Modernized GPS and GALILEO[D].Calgary.2005；A New Three-Frequency，Geometry-Free Technique for Ambiguity Resolution[C].Proc of ION GNSS 2006，P309-316，26-29 Sept，Fort Worth，TX.。对于以上三频模糊度固 定方法，采用Geometry-free TCAR或Geometry-Based TCAR技术解算全部的整周 模糊度，但是这两种技术存在问题是当观测条件较差，或观测卫星个数较多时， 解算所有的整周模糊度值会失败。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术缺陷，提供一种新的GNSS三频动对动定位 方法。

本发明所提供GNSS三频动对动定位方法，技术方案如下：

在起始历元中，执行以下步骤，

步骤1，将两个运动载体作为流动观测站，对两个流动观测站原始观测所得三频 GNSS数据进行预处理；

步骤2，根据步骤1所得预处理后的三频GNSS数据，通过三频精密单点定位获 得两个流动观测站的坐标；

步骤3，设两个流动观测站中任一为三频双差定位的参考站，根据步骤2所得两 个流动观测站的坐标，通过三频双差定位求解两个流动观测站的基线分量以及 双差载波相位的整周模糊度；

在后续历元中，对两个流动观测站原始观测所得三频GNSS数据进行预处理， 根据预处理后的三频GNSS数据，通过三频精密单点定位获得两个流动观测站的 坐标，并以起始历元中的步骤3所得求解结果作为三频精密单点定位的约束条 件。

而且，所述对两个流动观测站原始观测所得三频GNSS数据进行预处理，包 括采用三个三频无电离层、长波长且低噪声载波的不相关组合观测值，对两个 流动观测站原始观测所得三频GNSS数据进行周跳探测与修复。

而且，进行三频精密单点定位时，采用三个三频无电离层、长波长且低噪声 载波的不相关组合观测值估算对流层、接收机位置及运动载体钟差参数。 而且，步骤3所述三频双差定位求解中，所述双差载波相位的整周模糊度的求 解采用Geometry-Based TCAR方法实现，然后依据成功率域值固定部分模糊度， 采用统计假设检验判断固定部份模糊度的可靠性。

而且，所述依据成功率域值固定部分模糊度实现方式为，通过双差定位模 型获得模糊度的实数解及其方差协方差阵，依据整数变换后的方差协方差阵计 算模糊度固定的成功率，取其成功率在预设的成功率域值范围内最大的一组模 糊度。