[发明专利]一种BDS/GPS组合精密单点定位快速收敛方法

说明书

本发明涉及GNSS卫星导航与定位技术领域，特别涉及一种BDS/GPS组合精密单点定位快速收敛方法，BDS/GPS组合精密单点定位(PPP)性能受观测异常、观测值随机模型误差和动力学模型误差等因素影响，定位收敛速度较慢，制约了BDS/GPS组合PPP在快速定位方面的应用。为此，提出采用改进IGG III抗差模型抑制粗差观测值的影响；利用引入时间相关遗忘因子的Helmert方差分量估计合理确定BDS/GPS系统间权比；为了控制载体状态扰动异常对动态定位参数估值的影响，利用预报残差统计量构建了自适应因子。建立了一套抗差自适应BDS/GPS组合PPP方法，与传统方法相比，抗差自适应方法提高了GPS/BDS组合PPP收敛速度和定位精度。

技术领域

本发明涉及GNSS卫星导航与定位技术领域，特别涉及一种BDS/GPS组合精密单点定位快速收敛方法。

背景技术

随着BDS卫星导航系统建成，全球也进入到了多GNSS系统时代。多BDS/GPS系统组合精密单点定位(PPP)应用越来越广泛，组合后可以改善卫星星座的空间几何构型增大PDOP值，增加可用卫星数量，提供更多的观测数据进行定位解算，提高定位结果的可靠性。然而，BDS/GPS组合PPP受制于观测异常、不同系统间随机模型和动力学模型误差的影响，收敛速度较慢，制约了PPP在快速高精度定位方面的应用。常规的抗差估计方法忽略了设计矩阵将单一粗差分配到正常值的情况，削弱了正常观测值利用效果。不同系统间的权比通常采用经验值，不能真实反映不同系统的随机模型，降低了定位性能。另外，常规Helmert方差分量估计定权方法，忽略了观测值较少时权比估值可靠性差的问题。常用验后残差构建自适应因子，若观测值个数较少，自适应因子可靠性较差，不能正确反应载体状态扰动异常。

发明内容

针对现有技术存在不足，本发明提供一种BDS/GPS组合精密单点定位快速收敛方法。

本发明采用的技术方案为：

一种BDS/GPS组合精密单点定位快速收敛方法，包括以下步骤：

(1)获取观测数据，包括BDS和GPS观测数据、精密轨道和钟差、以及差分码偏差产品，并采用IGG III抗差模型抑制粗差观测值；

(2)对进行粗差观测值抑制后的数据，利用引入时间相关遗忘因子的Helmert方差分量估计方法确定BDS观测数据和GPS观测数据之间的权比，并利用BDS和GPS系统间的权比进行参数估计，得到参数估值；

(3)利用参数估值计算预报残差向量，根据预报残差向量构建自适应因子，并利用构建的自适因子再次进行参数估计，获得高精度定位结果。

其中，步骤(1)中采用IGG III抗差模型抑制粗差观测值，具体为：

(101)采用TurboEdit方法剔除观测数据中的部分粗差和周跳；

(102)利用剔除粗差和周跳后的观测数据进行误差改正，包括改正相对论效应、对流层延迟、地球自转和天线相位误差；

(103)利用误差改正后的数据，根据高度角模型进行观测值初始定权；

(104)利用观测值初始权值对误差改正后的数据进行参数估计，得到观测值残差信息；

(105)根据观测值残差信息重新计算观测值等价权；计算公式为：

式中，为观测值残差信息，和p分别为观测值等价权和观测值初始权，c₀和c₁为调和系数；

(106)将当前验后残差最大的观测数据使用观测值等加权进行处理，并将观测值等价权作为观测值初始权，重复步骤(104)和(105)，直至剩余粗差观测值的等价权为0。

其中，步骤(2)中计算BDS观测数据和GPS观测数据之间的权比，具体为：