[发明专利]一种北斗超宽巷模糊度检验修正方法

说明书

本发明公开了一种北斗超宽巷模糊度单历元解算过程中的模糊度检验修正方法，该方法针对北斗三个频率构造几何无关组合求解的超宽巷模糊度初值，建立模糊度检核误差方程，引入粗差探测理论，通过构建标准化残差统计量初步探测模糊度错误值，在此基础上，充分利用超宽巷模糊度解算特点，选择备选模糊度，并以单位权中误差最小为原则，实现单个历元下超宽巷模糊度检验修正。

技术领域

本发明涉及全球导航卫星定位技术领域，并且更具体地涉及一种北斗超宽巷模糊度单历元解算过程中的模糊度检验修正方法。

背景技术

在全球导航卫星定位技术应用中，准确快速解算整周模糊度，无论是对于缩短观测时间、保障定位精度，还是对于开拓高精度动态定位应用的新领域，都是非常重要的。由于模糊度是一个未知整数，在实际应用中没有可供参照的客观真值用于检验其准确性，而错误的模糊度将直接延长定位的初始化时间，降低定位精度，因此，模糊度可靠性检验具有重要性和困难性，一直以来是国内外众多学者研究和关注的热点。近年来，全球卫星导航定位系统逐步进入多模多频联合定位时代，多个频率的观测模式更有利于形成多种特性较优的线性组合，特别地，我国北斗卫星导航系统是当前唯一所有卫星都播发三个频率信号的卫星导航系统，从而给模糊度快速解算、高精度定位带来了机遇和挑战。

当前，利用北斗三个频率的模糊度解算方法大部分都是基于著名的TCAR(TripleCarriers Ambiguity Resolution)法和CIR(Cascade Integer Resolution)法。两种方法基本原理相同，主要思想是利用各种组合观测量长波长以及相应观测误差之间层叠关系，依次固定超宽巷、宽巷及窄巷模糊度，最终确定基础载波的整周模糊度。可见，此类方法首先要固定解算超宽巷模糊度，鉴于超宽巷观测量对应的波长很长(2.93m)，通常采用四舍五入取值法，单个历元解算可获得准确率很高的模糊度整数解，研究表明，在中长基线下，即两站点间距100km，组合观测量Δφ(0,-1,1)通常可以达到100％的准确率；而其他常用组合尽管准确率很高，但仍无法保证每个历元都达到100％的准确率。若超宽巷模糊度解算错误，将影响后续宽巷及窄巷模糊度的解算，最终导致定位时间长，定位结果的不准确，为此，超宽巷模糊度的可靠性需要进一步检验。然而，现有模糊度检核方法，如Ratio检验法，主要基于最小二乘估计原理，通过最小二乘估计得到的模糊度浮点解及方差，进一步检验模糊度整数解的可靠性。在以TCAR/CIR为基础的三频模糊度解算中，如前所述，主要采用逐级固定的方法，依次固定超宽巷、宽巷及窄巷模糊度，最终确定基础载波的整周模糊度。特别在超宽巷模糊度解算中，不同于最小二乘估计，该方法无法获得模糊度浮点解对应的方差信息，为此，现有的统计检验方法检验模糊度可靠性通常不适用。

发明内容

本发明公开了一种北斗超宽巷模糊度单历元解算过程中的模糊度检验修正方法，具体地，该检验修正方法包括以下步骤：

(1)对北斗卫星导航信号的三个频率f₁、f₂、f₃构造几何无关组合求解的超宽巷模糊度初值intN、观测量模糊度初值ΔN_(0,-1,1),首先，分别解算超宽巷模糊度初值intN和观测量模糊度初值ΔN_(0,-1,1)对应的超宽巷观测量Δφ_(i,j,k)、已准确解算的观测量Δφ(0,-1,1)，利用上述两个观测量实时估算出双差电离层延迟误差，并将双差电离层延迟误差的估值与超宽巷模糊度初值intN回代入观测量Δφ(1,4,-5)表达式中，构建模糊度检核误差方程；

(2)其次，采用最小二乘平差方法求解模糊度检核误差方程，同时获得第一单位权中误差σ_int及多个观测量对应的第一观测值残差V，然后进一步构造粗差探测统计量，并结合粗差探测理论，初步假定标准化残差最大值e_q对应的卫星q观测量的模糊度不准确；然后，选用该卫星备选模糊度，构成一组新的模糊度向量，并重新平差获得对应的第二单位权中误差σ_cand和各个卫星的观测量对应的第二观测值残差V_cand；