[发明专利]基于GNSS多天线的动态载体精密定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于GNSS多天线的动态载体精密定位方法。

背景技术

全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)已广泛地应用于大地测量、空间科学、地球物理和气象等科学研究及工程应用领域，如：海陆空范围内的定位、导航和授时(Positioning,NavigationandTiming,PNT)、低轨卫星定轨、静态和动态精密定位、动态载体测速与定姿、海洋表面监测、大气研究等。GNSS技术已经作为先进的测量手段和新的生产力，融入到了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。GNSS精密定位技术在动态载体的精密定位中也发挥着重要的作用，如航空重力测量、海上资源勘查、车辆导航定位等。

通常情况下动态载体上会安置多个GNSS信号接收设备，其每个动态站包括GNSS接收天线和GNSS接收机。通常的方法是对每个GNSS接收天线单独进行定位，很少考虑到动态载体上安置多个GNSS接收设备的情况，及其之间的理论关系和特性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于GNSS多天线的动态载体精密定位方法，本发明充分考虑动态载体上安置多个GNSS接收设备的情况，对多个GNSS接收设备之间的理论关系和特性加以利用，将多个GNSS接收天线间距离固定不变的关系及多个GNSS接收天线所受的大气延迟影响相似的性质使用到定位过程中，从而增加额外的信息和改善解的结构，提高了GNSS动态精密定位的精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于GNSS多天线的动态载体精密定位方法，包括以下步骤：

步骤一，将固定在动态载体上的多个GNSS接收天线接收到的GNSS数据同时处理；

步骤二，获取动态载体上多个GNSS接收天线间的距离信息；

步骤三，将多个GNSS接收天线间的距离信息作为已知的先验约束信息，将该约束信息作为一个虚拟的距离观测量增加到GNSS的观测方程中；

步骤四，在动态载体的多个GNSS接收天线之间采用一个公共的大气天顶湿延迟参数，来替代每个动态站上都设置大气天顶湿延迟参数；

步骤五，求解动态载体的运动状态方程的最优解。

所述步骤一中，在第i历元时刻一次运算中，同时计算j个GNSS接收天线的位置参数具体表达式为：

其中，为第i历元GNSS接收天线k₁上的GNSS观测方程，为GNSS观测向量，为GNSS接收天线k₁的设计矩阵，包含第i历元GNSS接收天线k₁的位置参数向量表示观测误差向量。

当有u组GNSS接收天线之间的距离信息时，其向量表达式如下：

D＝B_iX_i+ε,

其中，D表示在所有历元中的u×1维距离约束向量，B_i表示第i历元u×m维设计矩阵，X_i包含第i历元m×1维GNSS动态天线的位置参数向量，ε表示距离约束的观测误差，均值为零协方差矩阵为Σ_d。

所述步骤二中，使用精密测量方法测量GNSS接收天线相位中心的距离，或者采用相对定位超短基线的方式来精确求取GNSS接收天线相位中心的距离，并获取该测量值的实际精度ε；该距离表示为GNSS接收天线位置参数的函数：