[发明专利]基于接收机端偏差聚类优化的多系统组合精密定位方法

说明书

本发明公开了一种基于接收机端偏差聚类优化的多系统组合精密定位方法，包括步骤：采集数据并预处理；建立GNSS多系统双差观测方程，采用粒子滤波法精确估计GNSS系统间的双差相位偏差值，并估计对应的双差测距码偏差值；设置参考接收机组，并根据估计出的系统间偏差值大小，将接收机进行聚类分组；对所述双差相位偏差值及双差测距码偏差值的单差值进行聚类处理与优化处理；对新获取测量数据，利用获得的接收机单差系统间偏差值，对接收机的GNSS系统间偏差及GNSS精密定位方程进行偏差改正，实现GNSS多系统组合精密定位。其显著效果是：可以节省GNSS系统间偏差的估计时间，提高了多系统定位的精度和可靠性，最大程度的提高了多系统GNSS定位的效率。

技术领域

本发明涉及到卫星定位系统和定位测量技术领域，具体涉及一种基于接收机端偏差聚类优化的多系统组合精密定位方法。

背景技术

目前的导航卫星系统包括全球导航卫星系统(GNSS)与区域导航系统，其中全球导航卫星系统有美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、中国的BDS系统和欧盟的Galileo系统，区域导航系统有日本的QZSS系统和印度的NAVIC系统等。这些系统提供了超过100颗卫星和几十个频率信号；这些信号可以作为一个统一的导航系统进行使用，但是因为不同系统和频率的信号在接收机端受到的硬件路径不同，数字信号处理部分也有差异，从而产生了不同的接收机端系统间延迟偏差(Inter-System Bias，ISB)。接收机的ISB存在于测距码和相位观测值中，测距码ISB降低了码的精度，相位观测值ISB使系统间的双差模糊度不是整数，也就不能在模糊度固定中被固定为整数。

系统间相位ISB可分为两个部分，为波长整数倍的部分和剩余不足一周的部分(Fractional ISB，F-ISB)；波长整数倍的部分可忽略，而F-ISB则需要精确改正。目前相位、测距码的改正主要经过对基线的偏差进行估计，获得估值后进行偏差改正用于定位。相位F-ISB的估计包括后处理方法、假设偏差值和方差方法以及基于粒子滤波的F-ISB估计方法等；测距码ISB的估计较为简单，参数化测距码ISB求解方程即可。这些方法在估计的时候需要有足够的观测卫星个数和观测时段长度，且粒子滤波F-ISB的估计方法计算量较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于接收机端偏差聚类优化的多系统组合精密定位方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于接收机端偏差聚类优化的多系统组合精密定位方法，其关键在于包括以下步骤：

步骤1：采集导航基线数据，并进行数据预处理；

步骤2：建立GNSS多系统双差观测方程，采用粒子滤波法精确估计GNSS系统间的双差相位偏差值，并估计对应的双差测距码偏差值；

步骤3：设置参考接收机组，并根据估计出的系统间偏差值大小，将接收机进行聚类分组；

步骤4：对各组接收机进行单差偏差参数设置，构建偏差值的双差方程，对所述双差相位偏差值及双差测距码偏差值的单差值进行聚类处理与优化处理；

步骤5：对新获取测量数据，利用聚类处理与优化处理获得的接收机单差系统间偏差值，对接收机的GNSS系统间偏差及GNSS精密定位方程进行偏差改正，实现GNSS多系统组合精密定位。

进一步的，步骤1中所述数据预处理包括但不限于粗差剔除、周跳探测。

进一步的，步骤2中所述粒子滤波法的具体步骤如下：

步骤2.1：在导航基线数据的初始区间进行采样产生初始粒子集对于第k个时刻，粒子集由上一时刻滤波结果生成；其中，为第k个时刻粒子i的数值，为第k个时刻粒子i对应权值，M是，N_k为第k个时刻的粒子个数，i＝1，2…N为粒子序号；