[发明专利]一种卫星和惯性组合动对动实时精密相对定位方法

权利要求书

1.卫星和惯性组合动对动实时精密相对定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，移动站接收机、动基准接收机同步采样得到原始GNSS观测信息，分别探测与剔除各自采样所得的原始GNSS观测信息中载波相位周跳和伪距粗差，得到预处理后的移动站接收机和动基准接收机的载波相位和伪距观测信息；

第二步，确定载波相位整周模糊度，利用载波相位实时动态差分相对定位方法相对定位，获得移动站与动基准之间的相对定位矢量dX_RB,DGNSS；

第三步，计算测量更新时间间隔△t_TC内的移动站位置增量、动基准位置增量，同时计算移动站在预报时间间隔△t_p内的位置增量，实现方法如下：

确定状态矢量，状态矢量包含9个导航误差状态和6个敏感器偏差状态，表示为：

其中 、、 、 和εk分别表示k历元的位置、速度、姿态误差矢量、加表和陀螺零偏误差；

使用经过第一步故障探测与剔除之后的GNSS原始观测信息构造观测方程，则卫星i在k历元线性化后的观测信息矢量表示为：

其中r表示参考卫星编号，表示时间差分算子， 表示线性化后k历元的卫星i和参考卫星r星间单差伪距，线性化后k历元的星间单差载波相位的时间差分项；

假设待探测的卫星总数为m，k历元的观测矩阵为：

时间更新和测量更新方程表示为：

其中表示k-1历元到k历元的状态转移矩阵，Wk-1表示k-1历元到k历元的过程噪声矩阵，Hk表示k历元的设计矩阵，Vk表示k历元的测量噪声矩阵，Xk-1表示k-1历元的状态矢量；

假设P表示方差矩阵，进行卡尔曼滤波，从k到 k+△tTC历元，测量更新时间间隔为△tTC的状态矢量增量及其相应的方差矩阵的表达式如下：

其中：

表示k历元到k+△tTC历元的状态转移矩阵，I表示单位矩阵，表示k+△tTC历元方差矩阵，Qk-1表示k-1 历元到k历元的过程噪声协方差矩阵，Rk表示k历元的测量噪声协方差矩阵；

利用和的表达式分别在移动站和动基准计算得到移动站k到k+△tTC历元状态矢量增量，动基准k到k+△tTC历元状态矢量增量和移动站k+△tTC到k+△tTC+△tp历元状态位置矢量增量，分别提取 、和的前三维构成的向量即为需要获得的测量更新时间间隔△tTC内，移动站k到k+△tTC历元位置增量、动基准k到k+△tTC历元位置增量和移动站在预报时间间隔△tp内，k+△tTC到k+△tTC+△tp历元位置增量；

第四步，基于滑动窗口的多项式预报方法获得动基准在预报时间间隔△t_p内的位置增量；

第五步，根据dX_RB,DGNSS、、、和合成相对定位结果并输出。

2.根据权利要求1所述的卫星和惯性组合动对动实时精密相对定位方法，其特征在于：第一步中，故障信息包括载波相位周跳和伪距粗差。

3.根据权利要求2所述的卫星和惯性组合动对动实时精密相对定位方法，其特征在于：第一步中，对于载波相位周跳，采用GF方法与惯导辅助周跳探测相结合来同时探测和排除不同卫星的单频或双频载波相位周跳；对于伪距粗差，采用单站和双站的惯导辅助粗差探测方法探测后剔除。