[发明专利]一种基于大气误差增强的多频PPP序贯单历元定位方法

权利要求书

1.一种基于大气误差增强的多频PPP序贯单历元定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)利用区域稀疏参考站，通过已知精确坐标的PPP解算，构建天顶对流层延迟模型和各卫星的倾斜电离层延迟模型，为定位站点提供大气增强信息；

(2)用户端站点按多频GNSS非组合模型，构建附有大气增强的满秩可估解算模型；

(3)对用户端非组合模型估计出的模糊度参数，按组合系数实施整数变换，将非组合模糊度浮点解参数及其方差-协方差矩阵转变为超宽巷、宽巷、窄巷形式；

(4)采用整数模糊度搜索方法，依次序贯固定超宽巷、宽巷和窄巷模糊度，并得到相应模糊度固定状态下的定位解。

2.根据权利要求1所述的一种基于大气误差增强的多频PPP序贯单历元定位方法，其特征在于：步骤(1)中，利用区域稀疏参考站进行区域大气误差建模过程包括：

首先对参考站构建精确坐标已知的PPP解算模型，重参化后的非组合满秩可估模型如式(1)所示

其中等号左边相关变量的上标s和下标r,i分别表示卫星、接收机和频率；和分别为基础伪距观测值和载波观测值；表示站星距；表示信号传播路径上的对流层延迟；c表示真空中的光速；和分别为重参化后的卫星钟差和接收机钟差；表示第一个频点对应的电离层与伪距硬件延迟重参化后的电离层延迟参数；γ_i为各频率上电离层延迟放大系数；D_r,i和分别为频率i的接收机端频间偏差与卫星端差分码偏差改正；为重参化后的浮点模糊度；ζ_i为伪距方程残余的硬件偏差；δ_i为载波方程需额外考虑的频间钟差改正，其本质为卫星端随时间变化相位硬件偏差的线性组合；和分别表示包括多径在内的伪距和载波观测值噪声；

上述各卫星的对流层延迟参数采用经验模型改正其干分量湿分量采用湿延迟投影函数转化为投影函数与天顶对流层湿延迟T_r,zwd的乘积，即

利用式(1)所示坐标已知的满秩模型和式(2)的对流层投影模型，结合精密卫星轨道、卫星钟差和卫星相位偏差产品，实时估计接收机钟差天顶对流层湿延迟T_r,zwd、接收机端频间偏差D_r,i以及各卫星的倾斜电离层延迟和模糊度参数各参考站在模糊度固定的基础上进一步约束提取天顶对流层湿延迟和各卫星重参化倾斜电离层延迟之后，根据用户和基准站的空间分布，内插用户位置的大气延迟，

式中，下标u和r代表用户和不同的参考站；n为参考站数目；和分别为内插得到的用户端倾斜电离层和天顶对流层湿延迟；a_r为基准站r对应的内插系数；对于电离层延迟，根据各卫星的穿刺点经纬度之差计算内插系数

式中，和分别为用户和参考站对应卫星s的穿刺点纬度和经度之差；对于天顶对流层湿延迟，根据用户与基站的高斯平面坐标之差，采用式(5)类似的方法，由最小二乘解算内插系数。

3.根据权利要求1所述的一种基于大气误差增强的多频PPP序贯单历元定位方法，其特征在于：步骤(2)中，用户端站点构建附有大气增强的满秩可估解算模型过程包括：

与上述式(1)类似，用户端构建满秩可估的PPP解算模型，利用上述步骤(1)中建模的大气误差对模型进行大气增强；以伪观测方程的方式对待估参数进行约束，从而缩短初始化时间；对于天顶对流层湿延迟，其约束方程如下，

其中，表示对流层伪观测值的方差；对于电离层延迟，由于非组合PPP模型在参数估计过程中对其进行了重参化，因此内插值包含了各基准站接收机端的差分码偏差，无法像对流层一样，直接对用户端的非差电离层参数进行约束；为了消除接收机端差分码偏差的影响，采用星间单差的方法消除接收机差分码偏差的影响，以星间单差形式的电离层增强信息对PPP进行增强

式中，s和s₀分别为非参考星和参考星；为电离层伪观测值的方差。