[发明专利]一种GNSS基线解算中基于观测常量的粗差探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及基线解算中粗差探测方法，特别涉及基于载波观测常量的粗差探测方法。

背景技术

基线解算是参考站完备性监测的重要内容。通过基线解算并进行网平差，得到各基准站的位移改正量，通过对基准站的坐标进行定期修正，以保证基准站坐标的精确性，为用户快速准确定位提供保障。粗差探测是基线解算质量控制的研究热点，然而，由于最小二乘不具有抗差性，一旦观测值中出现粗差，即使数目不多，也会对最终结果产生严重影响。能否准确探测粗差直接影响到模糊度浮点解的精度与能否固定正确，进而影响基线的解算质量。

传统的粗差探测方法大多是先由最小二乘求取模糊度浮点解并进行模糊度固定，基于模糊度固定后生成的残差值，运用假设检验法构造统计检验量并进行粗差探测或者通过抗差估计模型来探测粗差。然而，由于最小二乘残差统计相关，掩盖了粗差与残差值之间的内在联系，使得粗差无法正确反映到相应的残差值中去，这就使得基于残差值的统计检验量无法正确探测粗差，由于卫星数目限制，导致双差载波观测方程中多余观测较少，使得抗差估计模型对粗差的敏感性大大降低。因此，基于残差值的粗差探测定位变得相当困难。

发明内容

不同于以往的研究思路，本文针对目前基于残差值探测粗差的不足，提出了一种基于载波观测常量的粗差探测方法，有效地解决了单个粗差定位困难，连续粗差探测困难的问题。

本发明提出的粗差判断方法，其特征在于构建双差载波无电离层组合值与观测方程计算值的差值，通过使用前两个历元双差载波无电离层组合值与观测方程计算值的差值估计当前历元相应差值的阈值，从而判断当前历元载波观测值是否含有粗差。按以下几个步骤实现：

(1)构建双差载波无电离层组合值方程：

（1.1）

其中，为双差算子；f₁和f₂分别为L₁、L₂(两种不同频率的卫星载波信号)载波频率；和分别为L₁、L₂载波相位观测值；λ_W为宽巷模糊度；ρ为卫地距，在伪距单点定位中精度为米级；O、M分别为轨道误差和多路径效应，在双差方程中可忽略不计；T为对流层延迟，用新不伦瑞克大学UNB3m对流层模型修正；N₁和N₂分别为L₁、L₂载波模糊度。公式(1.1)中，当所有参数都为精确值时，等式成立。公式(1.1)等号左边为双差载波无电离层组合值，等号右边为双差载波无电离层组合计算值。由于L₁、L₂载波观测值的精度为0.01周，因此等号左边可以视为精确值，而等号右边由于受到双差卫地距双差对流层参数精度的影响，与左式双差载波无电离层组合值有一定的偏差。

(2)通过使用前两个历元双差载波无电离层组合值与观测方程计算值的差值作估计，得到当前历元相应差值的阈值：

基线解算中基准站的坐标精确已知，因此双差卫地距精度主要取决于流动站卫地距。流动站卫地距可由卫星坐标与流动站伪距单点定位坐标求得：