[发明专利]一种GNSS双频载波相位整周模糊度解算方法

说明书

本发明提供一种GNSS双频载波相位整周模糊度解算方法，属于卫星高精度定位技术领域。本发明将双频载波相位观测值预处理后，筛选出较优的载波观测量组建双差无几何无电离层观测量及宽巷载波组合观测量，在估计宽巷模糊度浮点解精度及单历元宽巷模糊度通过率的前提下，利用LAMBDA方法搜索固定宽巷整周模糊度，利用卡尔曼滤波器估计无电离层组合观测量的模糊度浮点解，利用LAMBDA方法进行窄巷整周模糊度的搜索固定，最后进行定位方程组回代求解，实现卫星高精度定位及姿态解算。本发明在兼顾宽巷模糊度浮点解精度的同时，利用LAMBDA搜索算法解决宽巷模糊度固定率低的问题，同时对窄巷模糊度浮点解进行较好估计，提高了基线整体的固定率。

技术领域

本发明属于卫星高精度定位技术领域，特别涉及一种GNSS双频载波相位整周模糊度解算方法。

背景技术

目前，四大全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的BDS和欧盟的Galileo系统。全球卫星导航系统实时相对定位，简称RTK(Real Time Kinematic)，其通过对接收机间与卫星间做差消除或削弱卫星轨道误差、大气传播延迟误差及卫星和接收机钟差等公有误差，利用高精度的载波相位观测量，实现厘米级甚至毫米级的定位。其具有高精度、高可靠性以及24小时不间断性等特点，在民用和军事领域具有广泛的应用。例如RTK可应用于传统测绘领域、无人驾驶导航等。

实现高精度定位的关键是正确解算载波相位整周模糊度，而正确解算模糊度的难点在于对模糊度浮点解的整数估计。在基线长度小于15km的短基线情形下，通过在接收机和卫星间组建载波相位双差观测方程可以大大消除或减弱电离层延迟误差、对流层延迟误差、卫星钟误差和接收机误差，整周模糊度一般较容易固定，进而取得高精度的定位结果。然而在基线长大于15km的情形下，由于空间相关性减弱，部分大气延迟误差、多径误差会被吸收到模糊度浮点解中，从而造成整周模糊度难以准确固定，降低了RTK定位的精度和可靠性。常用的模糊度估计方法有：取整法、整数最小二乘法、FARA(Fast AmbiguityResolution Approach)法、LAMBDA(Least-squares Ambiguity DecorrelationAdjustment)法。其中，LAMBDA法被公认为效果最好、应用最广泛的一种模糊度解算方法。但LAMBDA算法对模糊度浮点解精度有一定的要求，若待求的模糊度浮点解精度较差，那么搜索出的整数解一般就会有一周乃至多周的偏差。传统方法在解算中长基线时，直接利用取整浮点解的方法求解宽巷整周模糊度和窄巷整周模糊度，此方法因需多历元平滑解算，且解算的可靠性较差，所以初始化时间较久、固定成功率受限。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提出一种新的整周模糊度解算方法，在充分利用LAMBDA算法优点的同时，利用宽巷整周模糊度可快速、可靠固定的特点，在解算宽巷模糊度时对其浮点解精度进行了评估并使用LAMBDA方法搜索固定宽巷整周模糊度，在解算窄巷模糊度时，利用可靠性较高的宽巷模糊度固定解和卡尔曼滤波估计出的无电离层模糊度浮点解，使用LAMBDA方法搜索固定窄巷整周模糊度。该方法缩短了初始化时间，提高了基线的固定率，实现了整周模糊度快速收敛及卫星高精度定位。

为实现上述发明目的，本发明采用以下具体的技术方案。

一种GNSS双频载波相位整周模糊度解算方法，包括：

步骤一、无几何无电离层模型建模；

所述步骤一具体包括：

步骤1.1通过经质量检核及周跳探测处理后的GNSS双频载波相位观测量、双频伪距观测量，构建无电离层双频载波组合观测量和无电离层伪距组合观测量；

步骤1.2利用无电离层载波组合观测量和无电离层伪距组合观测量构建无几何无电离层模型的双差观测方程；

步骤二、宽巷模糊度搜索固定；