[发明专利]具有使用未组合公式来解算模糊度的能力的GNSS接收机

说明书

本发明公开了用于处理来自一个或多个GNSS星座的导航信号的接收机和方法，其中观测模型和测量模型允许对载波相位模糊度进行直接计算。更具体地，在三频实现中，接收机依次计算超宽巷、宽巷和窄巷模糊度。编码和载波相位偏差也能够被直接计算。由于本发明，对准确位置更迅速地获取和跟踪，其也比现有技术解决方案具有更少的噪声，尤其是在使用RAIM和/或间隙搭桥功能的本发明的一些实施例中。此外，使用多普勒和低延迟时钟同步的编码平滑允许降低精确点导航解决方案的噪声级别。

技术领域

本发明应用于卫星导航领域。更具体而言，本发明允许具有用于以改进的方式执行精确定位的三频能力的卫星导航接收机。

背景技术

存在两种已经被完全部署多年的全球导航卫星系统(GNSS)(美国全球定位系统、俄罗斯GLONASS)以及正在部署中的另外两个GNSS(中国北斗导航卫星系统和欧洲伽利略系统)。这些系统依赖相同的原理：从围绕非静止轨道运行的多个卫星广播微波无线信号；上述信号携带与在被配置为接收被广播的信号的接收机中的本地副本相关的编码；当接收机能够从最小数目的卫星(一般而言四个)获取并跟踪信号时，其能够根据在视野范围内的卫星的伪距计算其自身的位置、速度、时间(PVT)。

伪距的精度受到无线信号的路线通过大气层(电离层和对流层)的冲击力的显著影响，其可能产生超过10米的误差。所有的GNSS在两个不同的频率上提供两个信号，用于消除大气层误差并执行精确点定位。

不仅通过使用标准编码测量，而且通过使用载波相位测量，也极大地增强了伪距的精度。编码测量具有大约10米的标准精度(没有误差校正)。载波相位测量能够产生厘米级别精度。但是载波相位测量本质上是模糊不清的，即，根据单个载波的原始信号不容易确定在测量时载波信号的周期数。这主要是因为载波相位模糊度受到接收机和卫星偏差的影响。

随着时间的过去，已经开发了用于消除这些模糊度的技术。

第一类型的模糊度解算的方法依赖于由参考接收机从两个不同的卫星接收的信号观测的单差，这消除了卫星偏差，或在两个不同的参考接收机上来自单个卫星的信号观测的单差，这消除了参考接收机偏差。

第二类型的模糊度解算方法依赖于两个参考接收机从两个不同的卫星接收的信号观测的双差，这消除了卫星和参考接收机偏差二者。

第一类型和第二类型的方法都独立地处理每一频率的信号。

第三类型的模糊度解算方法依赖于所有参考接收机从看得到的所有卫星接收的信号观测的零差。该第三类型的模糊度解算依赖于计算载波相位信号偏差的直接过程，而不计算差。该第三类型的方法由转让给本申请的申请人的欧洲专利EP2140285公开。但是这些方法仍然依赖于时间组延迟中的相位偏差的组合。

第三类型的方法效果好，但是依赖于实现。此外，由于信号组合的可能数目(在理论上从4到9)，所以对于三频信号而言其复杂度显著增加。

从而，存在对于在不组合信号的相位偏差的情况下解算载波相位模糊度的方法的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供对现有技术的这些改进。

通过在观测模型中直接使用信号的编码和相位偏差以及针对GNSS星座中的每一卫星的载波相位模糊度提供三频GNSS接收机来实现该目标。