[发明专利]层次校验的北斗Ⅱ双频载体姿态测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从北斗Ⅱ双频的多个双差整周模糊度候选解中筛选出正确解的整周模糊度固定方法。

背景技术

载体姿态测量是航空、航海以及陆地导航的关键技术之一，由于其在军事和民用领域有着广阔的应用，因此一直是研究的热点。在北斗Ⅱ双频载体姿态测量中，如何从多个双差整周模糊度候选解中筛选出正确解是一个关键问题。目前的主要方法是通过最小二乘法结合LAMBDA算法求解出双频双差整周模糊度候选解，进一步通过以下方法筛选出双差整周模糊度正确解。

(1)Ratio检验法。LAMBDA算法求解出双差整周模糊度候选解会有一个自然的排序。将排序前两位的候选解进行后验方差比较(计算比值)，如果比值大于临界值c(c通常取2.0)，则认为排序第一位的候选解是正确解，否则认为整周模糊度求解失败。该方法忽略了观测噪声对求解过程的影响，对双差整周模糊度的求解局限于排序前两位的候选解，因此可能会错过正确解。

(2)统计检验法。典型的是基于χ²分布的统计检验法，该方法的主要问题是当双差整周模糊度的残差二次型和浮点模糊度的残差二次型很接近时，一个略小于分位值，另一个略大于分位值，这种方法很不可靠。

(3)卫星几何分布检验法。由于卫星相对基线的几何分布计算较为复杂，且精度难以保证，因此该方法可实现性不好。

发明内容

本发明为解决上述现有技术所存在的不足之处，充分考虑观测噪声对求解过程的影响，对更多的双差整周模糊度候选解进行筛选，以保证不错过正确解。本发明的方法采用基线长度作为约束，同时给予基线“层次性的角度增量”，并校验基线姿态求解结果的变化，从而从多个双差整周模糊度候选解中筛选出正确的解，该方法能够提高模糊度求解的成功率和效率。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明层次校验的北斗Ⅱ双频载体姿态测量方法，其特征在于按如下步骤进行：

a、确定北斗Ⅱ双频双差整周模糊度候选解

a1、采用北斗Ⅱ的B1频点和B2频点所分别对应的波长λ₁和λ₂进行超长波长组合，获得超长波长组合波长λ_EWL(其中下标EWL表示超长波长组合)，同时获得超长波长组合的双差载波相位观测值矩阵Φ_EWL、超长波长组合的双差整周模糊度矢量N和超长波长组合的观测噪声误差矢量e；

按式(1)求解获得超长波长组合的双差整周模糊度矢量N的m个超长波长组合双差整周模糊度候选解N_EWL，1,…,N_EWL，i,…,N_EWL,m，i＝1,2,3,…,m：

Φ_EWL＝A·N+B·b+e     (1)；

式中，b为基线矢量；A和B分别为N和b的设计矩阵；

按式(2)求解计算获得每个超长波长组合双差整周模糊度候选解所对应的超长波长组合伪距值ρ_EWL,i：

ρ_EWL,i＝λ_EWL(N_EWL,i+Φ_EWL)     (2)；

a2、采用北斗Ⅱ的B1频点和B2频点所分别对应的波长λ₁和λ₂进行长波长组合，获得长波长组合波长λ_WL(其中下标WL指长波长组合)和长波长组合的双差载波相位观测值Φ_WL；

由式(3)获得长波长组合的双差整周模糊度浮点解i＝1,2,3,…,m：