實時精密單點定位方法
2024-02-24 19:16:15
實時精密單點定位方法
【專利摘要】本發明公開了一種實時精密單點定位方法，包括步驟：步驟1，對GPS觀測數據依次進行預處理、誤差改正、Kalman濾波；步驟2，在Kalman濾波後的數據中選定窗口樣本，並根據定位精度需要，採用時間序列分析法分析窗口樣本，具體為：取窗口樣本的收斂判定指標為樣本數據，對樣本數據的統計學特性進行相關性檢驗分析，獲得可靠性概率；根據可靠性概率判斷是否定位收斂。本發明實現了精密單點定位的實時收斂判定，可實時了解定位結果是否收斂到需求精度，並大大提高了作業效率。
【專利說明】實時精密單點定位方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於全球導航【技術領域】，尤其涉及一種實時精密單點定位方法。
【背景技術】
[0002]目前實時精密單點定位技術日趨成熟，實時精密單點定位的應用需求也不斷增力口。實時動態非差精密單點定位完全收斂後，其外符合精度可以達到平面5cm、高程10cm。但是影響單點定位參數解算收斂時間的因素很多，如觀測數據質量、採樣間隔、誤差估計模型、衛星空間幾何構型以及用戶所要求達到的精度等。在單點定位中，待估參數主要包括4類，即:位置參數、接收機鐘差、對流層延遲和模糊度參數，對於不同待估參數的收斂時間和收斂穩定性有不同的改善措施。許多學者進行了一些卓有成效的研究工作，有學者研究了待估參數個數和數據質量對收斂時間和穩定性的影響，不同衛星高度角情況下對流層幹延遲的估計精度，並將溼延遲部分作為待估參數，研究模糊度參數估計等對收斂時間的影響。
[0003]RTK(實時動態差分法)技術主要是通過雙差模糊度是否固定來判定是否完成初始化過程，而PPP (精密單點定位)技術尚沒有一種可靠的初始化判定標準，目前PPP的收斂時間是基於大量觀測數據處理統計得到的一個經驗值，實際定位所需要的收斂時間則會因具體的觀測環境而有所不同。為了使用戶獲得可靠的高精度定位結果，往往需要用戶等待更長的時間以確保定位結果達到要求的定位精度。另一方面，實時動態定位中，PPP與RTK技術實際上都沒有給出定位精度，而是採用事後分析的方法，這顯然是不合理的，因此研究實時PPP的質量評估方法也是實時PPP技術應用推廣所亟待解決的關鍵問題。
[0004]自Zumberge等人利用IGS精密星曆和GIPSY軟體，成功地驗證了精密單點定位技術的可行性以來，精密單點定位誤差改正模型不斷精化，精度顯著提高，廣泛應用於大氣科學、導航定位及授時等領域。隨著實時基準站的增加和實時通信水平的提高，實時精密單點定位技術的研究和應用逐漸成為熱點。目前實時精密單點定位收斂後可以達到靜態cm級、動態dm至cm級定位精度，固定模糊度後可進一步提高定位精度。但在精密單點定位應用技術中，用戶不僅關心導航定位可以達到的精度，更關心精密單點定位是否已經收斂到所需要的定位精度，因此提出一種實時精密單點定位收斂判定方法對實時精密單點定位技術的應用具有重要意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種可實現實時收斂判定的實時精密單點定位方法。
[0006]為達到上述目的，本發明採用如下的技術方案:
[0007]實時精密單點定位方法，為基於模糊度實數解的實時動態精密單點定位方法，包括步驟:
[0008]步驟1，對GPS觀測數據依次進行預處理、誤差改正、Kalman濾波；
[0009]步驟2，在Kalman濾波後的數據中選定窗口樣本，並根據定位精度需要，採用時間序列分析法分析窗口樣本，本步驟進一步包括子步驟:
[0010]2.1取窗口樣本的收斂判定指標為樣本數據，對樣本數據的統計學特性進行相關
i(u:w)
性檢驗分析，獲得可靠性概率
【權利要求】
1.實時精密單點定位方法，其特徵在於，包括步驟: 步驟1，對GPS觀測數據依次進行預處理、誤差改正、Kalman濾波； 步驟2，在Kalman濾波後的數據中選定窗口樣本，並根據定位精度需要，採用時間序列分析法分析窗口樣本，本步驟進一步包括子步驟: 2.1取窗口樣本的收斂判定指標為樣本數據，對樣本數據的統計學特性進行相關性檢驗分析，獲得可靠性概率
，fi(x)分別表示樣本數據的最大值、最小值、均
值及均方根誤差的相關係數；I i為fi(x)相應的權值，為經驗值； 所述的收斂判定指標
其中，⑶0P為衛星空間幾何構形；S P和S ^分別為衛星的偽距驗後殘差和相位驗後殘差；
，n 表示觀測曆元數，dt 表示觀測時長，V表示採樣間隔，ADOP為整周模糊度幾何構形，Ρρ、ΡΦ分別表示偽距觀測值和相位觀測值的權，根據常用測量型接收機偽距觀測值和相位觀測值精度設定，即
P和Φ分
別為接收機的偽距觀測值精度和相位觀測值精度； 所述的樣本數據的統計學特性包括樣本數據的最大值、最小值、均值和均方根誤差STD ； 2.2根據可靠性概率判斷是否定位收斂，若可靠性概率大於設定閾值，則收斂，輸出定位結果；否則，結束本曆元數據處理，進行下一曆元數據處理；所述的設定閾值通過將定位精度需要代入概率統計理論公式獲得。
2.如權利要求1所述的實時精密單點定位收斂方法，其特徵在於: 子步驟2.1中所述的I i設置為等權。
【文檔編號】G01S19/43GK104076381SQ201410287579
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】施闖, 樓益棟, 宋偉偉, 易文婷, 辜聲峰 申請人:武漢大學