[发明专利]一种适用于导航接收机的GNSS-IR测高方法

权利要求书

1.一种适用于导航接收机的GNSS-IR测高方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

步骤一：采用普通导航型GNSS接收机采集数据，其输出导航电文按对应的协议进行解析，以获取各卫星的在轨位置坐标、信噪比数据，以及用户接收机位置坐标，并根据获取的卫星与接收机位置，计算出卫星高度角和方位角；

步骤二：设置卫星方位角与高度角的有效范围，初步筛选出预设定条件的卫星；

步骤三：滑动平均法预处理筛选出信噪比时间序列SNR；

步骤四：利用局部加权回归算法拟合各卫星的信噪比时间序列的趋势项，将原始信号信噪比与所拟合的趋势项的残差作为反射信号信噪比时间序列，实现卫星反射信号的分离；

步骤五：采用归一化Lomb-Scargle谱分析法对反射信号信噪比进行频谱分析，计算出信噪比的振荡频率，从而得到反射高度的观测值；

步骤六：通过基于多星多系统双频的加权平均法组合各卫星的估计结果来优化观测结果。

2.根据权利要求1所描述的一种适用于导航接收机的GNSS-IR测高方法，其特征在于：所述的普通导航型GNSS接收机普通导航型GNSS接收机的导航电文的格式为RTCM3.2、NMEA.0183。

3.根据权利要求1所描述的一种适用于导航接收机的GNSS-IR测高方法，其特征在于：所述的各卫星的在轨位置坐标根据导航电文的卫星星历提取；接收机位置坐标根据利用MSM电文获得的伪距及载波相位观测值得到；卫星高度角和方位角根据卫星与接收机位置计算得到。

4.根据权利要求1所描述的一种适用于导航接收机的GNSS-IR测高方法，其特征在于：步骤二中的预设定条件为：

a.镜面反射点落在目标观测反射面内；

b.卫星方位分布在GNSS天线未被遮挡的覆盖范围内；

c.传输的电文中同时包含星历轨道信息和原始观测信息。

5.根据权利要求1所描述的一种适用于导航接收机的GNSS-IR测高方法，其特征在于：所述的滑动平均法预处理筛选出信噪比时间序列，其中滑动平均过滤掉的高频信息是远大于最大支持的测量高度。

6.根据权利要求1所描述的一种适用于导航接收机的GNSS-IR测高方法，其特征在于：步骤四中，利用局部加权回归算法拟合各卫星的信噪比时间序列的趋势项，将原始信号信噪比与所拟合的趋势项的残差作为反射信号信噪比时间序列；具体包括以下步骤：

a.以当前预测点为中心，向前后截取长度为frac的数据；

b.计算截取长度为frac范围内的点对在本次预测中该占的权重w(i)及回归方程Y_i′，采用如下公式：

Y_i′＝X_i*(X^TwX)^-1X^TwY (2)

c.根据权值函数做一个加权的线性回归；

d.对所有数据点重复a-c，连接每条回归线的中心值，得到趋势的拟合结果；

其中X_i为信号历元数，Y_i为该历元所对应的信噪比值，w表示预测点x时当前数据点(X_i，Y_i)对应的权重，参数k控制权重随距离变化的速率，预测集Y′表示由卫星直射信号主导的趋势项，Y_i′表示预测集Y′的第i个元素；Y_i为Y的第i个元素，X_i为X的第i个元素；

e.原信噪比序列与拟合结果作差得到卫星反射信号造成的反射信号信噪比时间序列：

SNR_r＝SNR-Y′ (3)。