一種提高衛星精密單點定位精度和收斂速度的方法

2024-01-30 00:05:15

專利名稱：一種提高衛星精密單點定位精度和收斂速度的方法
技術領域：
本發明屬於衛星導航定位領域，特別涉及一種提高衛星精密單點定位精度和收斂速度的方法。
背景技術：
1997年，JPL的Zumberge等人首先提出了精密單點定位的思想，即所謂的 PPP (Precise Point Positioning)。精密單點定位技術從根本上改變了用「差分GPS」實現高精度動態定位的理念，真正實現了利用單臺接收機進行全球範圍內高精度無縫觀測的夢想，並且能直接得到高精度的ITRF(國際地面參考框架)坐標。因此，該技術一經提出，就吸引了大批國內外學者研究，目前已成為GPS領域的研究熱點。GPS精密單點定位需要考慮的誤差改正項很多。有些誤差能夠用函數模型實現改正，如衛星天線相位中心改正、相對論效應改正等可以直接精確模型化，電離層延遲可以通過雙頻觀測值的組合消除；也有些誤差是函數模型無法改正的，如多路徑效應影響、載波相位觀測值噪聲影響等。要提高精密單點定位的精度，只研究函數模型還不夠，必須確定合適的隨機模型。函數模型用於描述觀測值與未知參數之間關係，而隨機模型描述觀測值本身統計特性，主要通過一個適當的協方差矩陣來進行定義。目前，國內針對GPS精密單點定位的隨機模型的研究還不多，有必要研究建立能準確反映觀測值相關性和質量特徵的隨機模型， 進一步提高精密單點定位的精度和收斂速度。在GPS數據處理中，選擇不同的隨機模型，就是選擇了不同的權陣，不同的定權直接影響GPS精密單點定位的結果。結合目前國內外研究文獻以及關於GPS精密單點定位的軟體，常用的隨機模型主要有三種等權隨機模型、基於衛星高度角的隨機模型和基於載噪比的隨機模型。等權隨機模型是假定原始的各類觀測值之間互不相關，同時假定同類不同衛星間的原始觀測值之間不相關，然後通過協方差傳播定律導出基於星間單差函數模型觀測值的方差-協方差陣。由於GPS觀測量的誤差大多與衛星高度角有關，為了克服這些誤差的影響，建立基於衛星高度角的定權隨機模型。基於衛星高度角的隨機模型主要有三角函數模型和指數函數模型。載噪比同樣對觀測值的精度有影響，基於載噪比的隨機模型能夠有效地削弱大氣殘餘誤差的影響。但是，等權隨機模型應用範圍不廣，很多工程情況下等權隨機模型不能滿足精度需求；而單一的以高度角或載噪比為參數的隨機模型也不能有效反映觀測值之間的相關性。因此，需要一個穩定的隨機模型來提高GPS精密單點定位的精度與定位速度
發明內容
發明目的針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種提高衛星精密單點定位精度和收斂速度的方法。技術方案為實現上述發明目的，本發明採用的技術方案為一種提高衛星精密單點定位精度和收斂速度的方法，在基於高度角定權的指數函數模型的基礎上加一個比例因子
權利要求
1. 一種提高衛星精密單點定位精度和收斂速度的方法，在基於高度角定權的指數函數模型的基礎上加一個比例因子
全文摘要
本發明公開了一種提高衛星精密單點定位精度和收斂速度的方法，即用衛星高度角結合載噪比的組合定權法確定相位觀測值的隨機模型。針對GPS精密單點定位觀測值之間的相關性，在高度角定權的指數函數模型基礎上附加一個比例因子，該比例因子的取值反映了觀測信號載噪比信息。本發明提出的方法既可提高衛星精密單點定位的精度，又可實現精密單點定位的快速穩定解算，且易於工程實現。試驗表明，使用該隨機模型可顯著提高GPS精密單點定位初始收斂速度(收斂到dm級定位精度的速度)，收斂到cm級定位精度的速度也略有提高。
文檔編號G01S19/35GK102323603SQ20111013796
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月26日 優先權日2011年5月26日
發明者吳菲, 沈雪峰, 陳偉榮, 高成發 申請人:東南大學