[发明专利]用于改善伪距观测质量的弹性增强GNSS伪码跟踪方法

说明书

本发明提供一种用于改善伪距观测质量的弹性增强GNSS伪码跟踪方法，当卫星信号受衰弱、干扰或多径影响时，利用弹性增强模块A‑DLL生成的伪码跟踪增强信息输入到GNSS接收机基带，辅助控制伪码NCO，弹性增强GNSS伪距观测质量，获得高质量GNSS伪距观测信息和连续精确的定位结果。所述弹性增强模块A‑DLL包括卫星信息计算单元、多普勒预测模型、伪距误差估计模型和弹性增强信息生成模型，所述卫星信息计算单元用于计算卫星位置、速度、加速度和卫星矫正信息；所述多普勒预测模型用于计算卫星和GNSS接收机相对运动引起的多普勒；所述伪距误差估计模型用于获得伪距误差估计值，辅助伪码跟踪；所述弹性增强信息生成模型用于根据输入信息种类及辅助形式差异支持四种增强模式。

技术领域

本发明属于卫星导航或组合导航技术领域，涉及一种改善伪距观测质量的弹性增强GNSS伪码跟踪方案，在卫星信号衰弱、干扰、多径时应用本发明方法可以获得高质量的GNSS伪距观测信息和连续精确的定位结果。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)泛指可以全天候、连续地向用户提供位置、速度、时间(Position Velocity and Time，PVT)信息的覆盖全球的卫星系统及其增强系统。自问世以来，GNSS已充分显示了其在导航与定位领域中的霸主地位，在军事和民用的许多领域由于GNSS的出现发生了革命性变化。GNSS接收机通过接收卫星信号，得到各卫星的观测量信息，再利用定位导航算法得到用户接收机的时间和位置信息。随着GNSS在信号遮挡、中断频繁的城市环境的应用日益广泛，普通接收机技术已无法满足连续、精确的需求。

在无信号遮挡的开阔环境，传统GNSS接收机基于伪距观测量进行定位，单点定位精度在10m左右，基于伪距差分技术的定位精度在1m左右，是目前手机、车载导航的主要手段；基于载波相位观测量的精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)和实时动态(Real-time Kinematic，RTK)，可以满足高精度定位场景(厘米级定位精度)的应用需求，是未来无人系统精确定位的必备手段之一，近些年得到快速发展。然而，无论是PPP还是RTK技术，都需要高质量的伪距观测值保障模糊度固定速度和成功率。在无多径、无干扰的强信号环境下，传统GNSS码跟踪环路采用载波辅助可以实现无偏跟踪，输出较高质量的伪距观测值；在弱信号、多径或者干扰环境下，码鉴别器的鉴别误差较大，导致伪距观测质量严重恶化。

国内外学者从GNSS接收机信号层面和数据处理层面提出不同的方法来改善伪距观测质量。在信号处理层面，提出了矢量跟踪结构，该方法直接采用接收机上层定位、测速结果估计伪码变化并控制伪码NCO，各卫星不再独立闭环跟踪，能够利用定位信息融合多通道优势的特点提高伪码跟踪的精度、灵敏度、连续性，在城市环境下可以输出较高质量的伪距观测值。然而，该结构在定位失效时需要传统捕获、跟踪策略进行初始化和跟踪恢复，且对现有GNSS接收机基带结构调整较大，实用性差、计算量大，目前尚未在商用接收机中使用。在观测量数据处理层面，采用载噪比、高度角对伪距进行定权处理，甚至采用和惯导等传感器进行紧组合处理，抑制伪距粗差对定位精度的影响。但是，在信号衰弱、多径、干扰严重的环境下，多数伪距质量严重恶化，数据处理层面的方法效果有限，并且对改善伪距观测质量没有帮助，无法在精密定位的模糊度固定中发挥作用。

发明内容

本发明的目的是提供改善GNSS接收机伪距观测质量的技术，该方法及系统可以达到弹性增强GNSS接收机在弱信号、多径和干扰等复杂环境下的伪距观测质量。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案提供一种用于改善伪距观测质量的弹性增强GNSS伪码跟踪方法，当卫星信号受衰弱、干扰或多径影响时，利用弹性增强模块A-DLL生成的伪码跟踪增强信息输入到GNSS接收机基带，辅助控制伪码NCO，弹性增强GNSS伪距观测质量，

所述弹性增强模块A-DLL，包括卫星信息计算单元、多普勒预测模型、伪距误差估计模型和弹性增强信息生成模型，