[发明专利]提高中长基线GPS整周模糊度解算成功率的方法

权利要求书

1.一种提高中长基线GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于包括如下步骤：采用监控测量软件读取主测站和副测站GPS接收机测量数据的RINEX格式文件，设定高度截止角，通过载波相位周跳检测预处理手段得到主测站和副测站的粗略坐标，提取出有用的观测数据；选择参考星，对比主、副测站的观测数据，根据主测站和副测站的测量数据观测值建立双差观测方程，利用卡尔曼滤波器对观测方程的状态进行更新和参数估计，求解出模糊度浮点解；然后，将GPS双差载波L1和载波L2整周模糊度的浮点解通过变换之后，组成宽巷整周模糊度和L1模糊度向量组；采用最小二乘估计模糊度降相关调整的搜索算法—LAMBDA算法对宽巷整周模糊度进行搜索，得到固定之后的宽巷整周模糊度的整数解，再对L1模糊度浮点解和相应的协方差矩阵进行修正，然后采用LAMBDA算法对单频的L1模糊度进行搜索固定，通过计算再确定L2模糊度整数解；最后通过Ratio值检验搜索得到的模糊度解，检验模糊度固定的正确性，并通过设定门限对所解算的模糊度成功率进行判定，确认最终解算正确的整周模糊度解。

2.根据权利要求1所述的提高中长基线GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：选择参考星，从主测站测量数据的RINEX格式文件中读入主测站坐标，根据观测值建立GPS载波L1和L2频点的载波相位双差观测方程：

式中，i和j分别表示卫星的编号；u和r分别表示副测站和主测站的GPS接收机；和 分别表示载波L₁和L₂频点的载波相位双差测量值；λ₁和λ₂分别表示载波L₁和L₂频点的波长；和分别表示载波L₁和L₂频点卫星到接收机之间的几何距离；和分别表示载波L₁和L₂频点双差电离延迟误差；和分别表示载波L₁和L₂频点双差对流层延迟误差；和分别表示载波L₁和L₂频点的双差整周模糊度值；和分别表示载波L₁和L₂频点的误差项。

3.根据权利要求2所述的提高中长基线GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：在双 差相对定位的观测方程中，当主测站和副测站之间为中长基线时，电离层和对流层误差这两个参数也实时地估计得到，当主测站和副测站之间为短基线时，式(1)和式(2)中的电离层和对流层误差忽略不计，上两式即可变为：

。

4.根据权利要求1所述的提高中长基线GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：以编号为1的卫星作为参考卫星，可组成n个相互独立的双差载波相位观测方程为：

上式可简化为

y_k＝A_kb+N+ε_k(6)

式中，k为历元号；y_k为k时刻双差载波相位观测向量，A_k为k×3阶系数矩阵，b为3维基线向量，N为n维双差整周模糊度向量，ε_k为n维噪声误差向量，n+1是设在历元k时刻共观测到的n+1颗卫星，其中只有n个双差值是相互独立的。

5.根据权利要求4所述的提高中长基线GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：当主测站和副测站连续观测历元数为m时，与式(5)结合得到双差观测方程为：

式中，I为n×n的单位矩阵，

上式可简写为

y＝Ab+BN+ε (8)

式中，y为mn×1维双差载波相位观测向量，其协方差矩阵为Q₀表示的是k时刻双差载波相位观测向量y_k的协方差矩阵，A为mn×3维位置参数系数矩阵，B为mn×n维双差整周模糊度系数矩阵，ε为mn×1维观测噪声向量。

6.根据权利要求1所述的提高中长基线GPS整周模糊度解算成功率的方法，其特征在于：在模 糊度搜索解算中，采用LAMBDA算法搜索得到宽巷模糊度的整数解，修正L1浮点解和协方差阵，再利用LAMBDA算法对L1模糊度进行搜索固定，从而通过计算确定L2模糊度整数解。