[发明专利]一种基于方差分量估计的GNSS多系统自适应融合定位方法

说明书

本发明提供一种基于方差分量估计的GNSS多系统自适应融合定位方法，其解决了现有GNSS多系统融合定位中不同系统观测值合理的权比问题，其包括以下步骤：对各个GNSS系统的观测值定初权；进行首次平差，得到各个GNSS系统观测值的残差信息；根据方差分量估计的方法计算各个GNSS系统方差因子并对其重新定权；确定多系统融合定位中各个GNSS系统观测值的权比，本发明可广泛应用于GNSS卫星精密定位领域。

技术领域

本发明涉及GNSS卫星精密定位领域，尤其是涉及一种基于方差分量估计的GNSS多系统自适应融合定位方法。

背景技术

随着中国北斗二代卫星导航定位系统(BDS)的逐步实现，美国GPS系统的逐步现代化，俄罗斯GLONASS系统的逐步恢复完善，以及欧洲的Galileo系统逐步发展，越来越多的导航卫星能够为用户提供定位导航授时服务；单一导航系统服务存在可视卫星数目较少、星座几何分布较差以及卫星系统完好性薄弱等问题，因此更加稳健的多系统融合定位受到了广泛关注；多系统融合定位不仅比单系统具有更完善的星座分布，还具有更多的可视卫星数和更高的卫星可靠性等，然而由于不同系统之间存在星座差异，所以在考虑不同系统融合问题时，系统之间合理的权比分配就成为融合研究的核心问题。

在实际观测中，各类系统观测值的权会随时间、卫星升降变化，常数比并不能真实反映各类观测值实际精度，进而影响多系统融合定位的精度，因此，自适应地估计各个系统观测值的观测精度，合理调整各类观测值的权比，对GNSS多系统融合定位精度的提高有重要意义。

发明内容

本发明就是针对现有GNSS多系统融合定位中不同系统观测值合理的权比问题，提供一种基于方差分量估计的GNSS多系统自适应融合定位方法，可自适应调整不同GNSS系统观测值之间的融合比例因子，改善和提高融合定位精度。

为此，本发明中GNSS多系统自适应融合定位方法，包括以下步骤：

步骤1：对各个GNSS系统的观测值定初权；

步骤2：进行首次平差，得到各个GNSS系统观测值的残差信息；

步骤3：根据方差分量估计的方法计算各个GNSS系统方差因子并对其重新定权；

步骤4：确定多系统融合定位中各个GNSS系统观测值的权比。

优选的，对各个GNSS系统的观测值定初权，具体为：设GPS，GLONASS与BDS导航系统的观测值分别是L₁，L₂和L₃，其权阵分别为P₁，P₂和P₃，且观测值之间相互独立，相应的误差方程为：

则三类观测值的方差和单位权方差为：

可得法方程为：

根据二次型期望公式可得方差分量估计公式如下：

在GNSS融合定位中，将观测值分为GPS、GLONASS及BDS三类，并定各自的初始权分别为P₁，P₂和P₃。

优选的，进行首次平差，得到各个GNSS系统观测值的残差信息，具体为：

V_i^TP_iV_i(i＝1,2,3)