[发明专利]一种基于积分多普勒平滑伪距的导航定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，特别是一种基于积分多普勒平滑伪距的导航定位方法。

背景技术

全球导航定位系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)可在全球范围内为多用户全天候、全天时连续地提供高精度导航信息，在航天航空、测绘、交通等军民用领域已取得巨大成功，但极易受到载体高机动、障碍遮挡、信号干扰等因素影响，在很大程度上限制了其应用范围，随着众多军民用导航产品对其导航性能需求的不断提升，如何在复杂环境下实现高精度定位导航已成为研究焦点。

载体处于高动态机动、障碍遮挡、信号干扰、多路径等复杂环境时，GNSS接收机载波跟踪环路容易产生信号失锁和相位失周等现象，导致载波相位观测值发生较大变化，采用载波相位平滑伪距将严重影响导航精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于积分多普勒平滑伪距的导航定位方法，消除电离层延时和相位跳变对平滑伪距的影响，提高平滑伪距的精度和平滑度，改善GNSS接收机的动态适应性和导航稳定性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于积分多普勒平滑伪距的导航定位方法，包括以下步骤：

步骤1，根据GNSS各通道跟踪环路实时提供的多普勒频移观测值，基于α-β滤波方法平滑多普勒频移观测值；

步骤2，将步骤1中基于α-β滤波方法所得到的多普勒频移滤波值积分，基于Hatch滤波方法采用积分多普勒频移平滑伪距，并取多项平滑伪距初始值进行均值处理；

步骤3，确定GNSS接收机各通道状态，根据观测时间、卫星星历，实时确定GNSS接收机各通道卫星的位置信息；

步骤4，根据步骤2所得的平滑伪距，结合步骤3所得的GNSS接收机各通道卫星的位置信息，基于伪距定位方法确定GNSS接收机的位置信息。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)针对载波相位平滑伪距现存缺点，基于α-β滤波方法实时平滑多普勒频移，消除电离层延时误差；(2)针对跟踪环路信号失锁和相位失周等现象，采用积分多普勒频移平滑伪距，提高平滑伪距的精度和平滑度；(3)对平滑伪距初始值进行均值处理，满足快速高精度定位的导航需求。

附图说明

图1是本发明电离层延时误差校正曲线图。

图2是本发明基于积分多普勒平滑伪距导航定位的流程图。

图3是本发明基于载波相位平滑伪距导航定位静态位置误差图。

图4是本发明基于积分多普勒平滑伪距导航定位静态位置误差图。

图5是本发明基于载波相位平滑伪距导航定位动态位置误差图。

图6是本发明基于积分多普勒平滑伪距导航定位动态位置误差图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步详细说明。

电离层离地表高度为50～1000km，在太阳光的强烈辐射下，存在大量的正离子和自由电子，不仅会造成卫星信号传播路径的弯曲，而且会引起卫星信号传播速度的变化，导致卫星信号产生延时，伪距和载波相位的电离层延时误差主要由观测时间、测点位置、卫星高度角、季节变化等众多复杂因素决定。

单频GNSS接收机无法准确测定电离层延时误差，一般采用Klobuchar模型估算电离层延时误差予以校正和补偿，卫星信号电离层刺穿点的天顶电离层延时I_z：