[发明专利]一种用于中频接收机的载波相位平滑伪距计算方法与系统

说明书

本申请提供了一种用于中频接收机的载波相位平滑伪距计算方法与系统，其中，该方法的步骤包括：根据中频接收机k时刻与k‑1时刻中频载波相位的累加值，计算中频载波相位差分量；利用根据中频载波相位差分量、中频载波波长、k时刻和k‑1时刻的伪距构建的平滑器，计算平滑伪距。本申请所述技术方案将伪距测量精度从1～3m级提高到gps L1伪距测量精度0.3m，BD2 B1伪距测量精度0.3m，BD2 B3伪距测量精度0.1m级。

技术领域

本申请涉及载波相位测量领域，特别涉及一种用于中频接收机的载波相位平滑伪距计算和评估方法与系统。

背景技术

伪距和载波相位是GPS接收机的两个基本距离测量值，两者既有明显区别，又呈互补特性。伪距测量值尽管包括钟差、大气延时等各种误差，但它真实地反映了卫星与接收机之间的距离。尽管载波相位测量值含有整周模糊度，但是它非常平滑，精度很高。载波L1一周仅长19cm，而接收机载波跟踪环路对载波相位的测量精度可达1/4周，这就是说载波相位的测量精度约为几毫米左右，相比之下，伪距测量值就显得甚是粗糙。一个C/A码的码片长约300m，而码跟踪环路只能把码相位确定到几米的精度。

发明内容

为解决上述问题之一，本申请提供了一种用于中频接收机的载波相位平滑伪距计算方法与系统。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种用于中频接收机的载波相位平滑伪距计算方法，该方法的步骤包括：

根据中频接收机k时刻与k-1时刻中频载波相位的累加值，计算中频载波相位差分量；

利用根据中频载波相位差分量、中频载波波长、k时刻和k-1时刻的伪距构建的平滑器，计算平滑伪距。

优选地，所述平滑器的表达式为：

其中，ρ_s,k表示在k时刻的载波相位平滑伪距，M称为平滑时间常数，ρ_s,k-1为k-1时刻的载波相位平滑伪距，φ_Ik为k时刻的中频载波相位计数，φ_Ik-1为k-1时刻的中频载波相位计数，λ表示波长，MF为接收机中频频率。

优选地，该方法的步骤还包括：对计算得到的平滑伪距的测量精度进行评估。

优选地，所述对计算得到的平滑伪距进行评估的步骤包括：

将接收机输出的相同采样时刻的各通道间伪距观测值的差值减去固定伪距模式下的模拟器各通道间伪距观测值的差值：Δ_i,j＝(x_i,j-x_1,j)-(x′_i,j-x′_1,j),i≠1；

计算标准差，挑选最大的标准差值即为接收机的伪距测量精度。

优选地，所述接收机输出的相同采样时刻的各通道间伪距观测值的差值的计算步骤包括：

假设卫星接收机输出的伪距观测值为x_i,j，i为通道号，j为采样时刻，以任意通道的伪距值为基准，相同采样时刻的其他各通道的观测量分别与基准通道值相减，得到(x_i,j-x_1,j)。

优选地，所述固定伪距模式下的模拟器各通道间伪距观测值的差值的计算步骤包括：

假设模拟器输出的伪距观测值为x′_i,j，i为通道号，j为采样时刻；以任意通道的伪距值为基准，相同采样时刻的其他各通道的观测量分别与基准通道值相减，得到(x′_i,j-x′_1,j)。

优选地，预先将模拟器的模式设置为固定伪距模式。

优选地，所述伪距测量精度计算公式为：