[发明专利]一种卫星导航定位观测值定权方法及装置

说明书

本发明提供了一种卫星导航定位观测值定权方法及装置，获取BDS卫星观测值和预平差后的观测量残差，确定BDS不同轨道类型观测值权比；根据原始观测值实时求解当前历元每颗卫星的伪距观测值噪声；利用观测值权比和伪距观测值方差实时分类求解观测值方差阵。考虑了电离层扰动、多路径效应和观测噪声，选择质量更好的观测值参与解算，求解了当前历元每颗卫星的伪距观测量噪声，可以加快收敛，得到实时可靠的定位结果，提高了解算精度。考虑了实时数据的有效信息，明确了不同类型观测量在定位解算中的贡献，提高了定位的稳定性，本发明的方法易于扩展，为GNSS实时导航定位和大气反演的应用提供了更优的位置基准。

技术领域

本发明属于全球卫星导航系统定位技术领域，特别涉及一种卫星导航定位观测值定权方法及装置。

背景技术

BDS观测值定权是指在采用组合观测值进行BDS高精度导航定位解算时，需要采用一定策略给出不同星座构型和不同观测值的精度信息，从而为数据质量不一的观测值赋予不同的权重，并确定观测值的方差阵。极地GNSS数据质量受观测环境影响较大，数据可用性存在较大差异。考虑观测量质量的定权方法可以更合理确定极地提高极地卫星导航定位的稳定性和可靠性。对于伪距和载波相位两类观测值，载波相位的噪声量级更小，在此仅考虑伪距的噪声特性。

常用的观测值定权方法有高度角模型、载噪比模型、验后残差法等。在参数求解过程中，观测值一般被认为服从高斯白噪声，高度角模型、载噪比模型在本质上仍是将观测噪声当作白噪声。观测值的随机噪声包括有测量噪声和多路径效应等，与接收机类型、观测值类型、观测环境等紧密相连。极地的观测条件更为复杂，存在电离层扰动、降雪等不定因素的影响，导致很难使用某个固定模型表征不同观测量的精度信息。验后残差统计法估计观测值权重的方法虽然可以提高解算精度，但是数据计算量大，难以用于实时解算。另外，如果该方法使用的先验方差矩阵不合理，经过平差后的残差将会重新分布，观测量的统计信息很有可能被歪曲。

公开号为“CN106814382A”，名称为“联合高度角和用户测距误差的GNSS卫星观测值定权方法”的中国专利，该专利考虑了卫星轨道和钟差产品精度的高度角定权方法，顾及了卫星轨道和钟差的精度差异，可以解决多轨道类型的观测值定权问题，但是该专利的方案无法实时估计观测环境对于观测量的影响，不适用于极地多变的观测条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星导航定位观测值定权方法及装置，用于解决现有技术中的GNSS导航定位方案不适宜极地多变的观测条件的问题。

为实现上述目的，本发明提供了、一种卫星导航定位观测值定权方法，包括如下步骤：

1)获取卫星观测量，根据观测量误差方程得到观测量残差矩阵，进一步根据观测量残差矩阵确定的观测量权比的经验值；

2)实时采集卫星的伪距和载波的观测量，得到单历元非差伪距噪声方差方程，求解所述单历元非差伪距噪声方差方程得到伪距噪声的方差；

3)利用所述观测量权比的经验值和所述伪距噪声的方差实时分类求解观测量权阵。

进一步地，所述步骤1)包括以下子步骤：

(1)将卫星观测量按不同卫星轨道的伪距和载波相位观测量进行分类，确定观测量初始权矩阵；

(2)根据观测量初始权矩阵和观测量误差方程进行平差处理，将平差处理后的结果进行方差分量估计，得到各类观测量单位权方差估值，根据各类观测量单位权方差估值对观测量权矩阵进行定权；

(3)重复步骤(1)和步骤(2)对观测量权矩阵进行更新直到达到设定的更新截止条件；

(4)统计计算各类观测量中伪距和载波相位观测量的权比及不同卫星轨道的权阵比。

进一步地，所述更新截止条件为对各类观测量单位权方差估值进行迭代，直到每类观测量单位权方差估值相等。