[发明专利]一种精密单点定位重新收敛方法

说明书

本发明公开了一种精密单点定位重新收敛方法，通过先前历元获得的数据，包括接收机速度、卫星位置、卫星速度、先前历元进行精密单点定位获得的收敛解中的接收机位置坐标和接收机钟差，获得先验的重构多普勒频移值；结合先验的重构多普勒频移值，对精密单点定位观测模型进行参数估计，解算待估计参数，重新获得精密单点定位的收敛解。本发明利用重构多普勒值和待估计参数的相关性增强待估计参数的约束，加快了精密单点定位重新收敛的速度。

技术领域

本发明属于全球卫星导航定位领域，尤其涉及一种精密单点定位重新收敛方法。

背景技术

精密单点定位(precise point positioning，PPP))是现在gnss卫星定位的研究热点，其只利用单台接收机，通过接收实时播发的精密轨道和钟差数据，可以实时得到分米级甚至厘米级的高精度定位结果。与相对定位相比，精密单点定位不需要架设基准站，具有非常广阔的应用前景，但其待估计参数的收敛时间较长，因而限制了其应用。

此外，在待估计参数收敛后，由于卫星信号被遮挡而造成信号失锁，载波相位观测值会发生一个整数周的跳变，当接收机信号中断时间过长，周跳无法修复时，那么PPP就需要重新收敛。针对重新收敛时间较长的问题，一些文献提出了增加先验信息约束以加快PPP重新收敛的方法，比如增加先验对流层延迟误差约束、电离层延迟误差约束、以及增加对流层延迟误差和电离层延迟误差双约束的方法，但对流层延迟误差、电离层延迟误差受天气影响，当天气变化较大，大气不平稳时，会存在先验信息不准确的问题，导致解算性能变差，收敛效果并不理想。

因此，有必要提供一种能够有效加快精密单点定位重新收敛速度的方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种精密单点定位重新收敛方法，能够有效加快精密单点定位重新收敛的速度，实现实时快速精准定位。

本发明所提供的技术方案为：

一种精密单点定位重新收敛方法，通过先前历元(信号中断前的历元，记为t时刻)获得的数据(包括接收机速度、卫星位置、卫星速度、先前历元进行精密单点定位获得的收敛解中的接收机位置坐标和接收机钟差，获得先验的重构多普勒频移值；结合先验的重构多普勒频移值，对精密单点定位观测模型进行参数估计，解算待估计参数，重新获得精密单点定位的收敛解。

进一步地，通过以下公式计算先验的重构多普勒频移值f_d：

其中，分别取先前历元的接收机速度(可通过接收机测速设备获得)、先前历元的卫星速度(可通过步骤一得到)和单位观测向量；式中为先前历元卫星和接收机距离观测向量，其值为(X_S,Y_S,Z_S)为先前历元的卫星位置坐标(可通过步骤一得到)，(X_u,X_u,X_u)为先前历元进行精密单点定位获得的收敛解中的接收机位置坐标(先验接收机位置坐标)；为卫星和接收机距离观测值；λ为卫星发射的载波信号波长(对于无电离层组合模型，λ为无电离层组合波长λ_IF)。

进一步地，将以下数学模型作为约束条件，对精密单点定位观测模型进行参数估计：

其中，和分别表示先前历元，即t时刻卫星与接收机几何距离对时间的导数、接收机钟差对时间的导数、卫星钟差对时间的导数、电离层延迟误差对时间的导数和对流层延迟误差对时间的导数；ε_f为重构多普勒频移值的计算误差。

进一步地，所述精密单点定位为实时精密单点定位；先前历元进行实时精密单点定位获得收敛解的步骤为：