一种GNSS大气折射延迟估值方法和系统技术方案

技术编号:13502779 阅读:36 留言:0更新日期:2016-08-10 00:42
本发明专利技术涉及一种GNSS大气折射延迟估值方法和系统,该方法包括以下步骤:S1、以最小天顶角为基卫星,建立GNSS观测量的卫星单差方程;S2、根据所述卫星单差方程得到第二高仰角的卫星单差观测量方程以及全部天顶角大于预设门限值的卫星单差观测量方程,联立两者,并将预设的大气延迟值及GNSS观测量代入联立的方程求解位置矢量;S3、通过给定不同的大气延迟值,根据求解的位置矢量计算第二高仰角的卫星单差观测量方程的残差,并确定残差为零时的大气延迟值为该时刻的GNSS观测量大气延迟估值。本发明专利技术解决了大气折射的实时估计问题,试验证明大气折射误差估值精度可达1厘米,提高了GNSS定位的定位精度以及模糊度的收敛速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及GNSS(全球导航卫星系统)
,更具体地说,涉及一种GNSS大气折射延迟估值方法和系统
技术介绍
GNSS(全球导航卫星系统)的载波相位信号测量精度可达毫米量级,其中大气折射为主要误差来源之一,尤其是由于水汽引起的延迟,难以用模型来进行描述。目前,高精度GNSS定位方法中,主要将大气延迟量作为未知数,利用GNSS载波相位观测量来直接估计大气延迟。但是这种方法的主要缺点在于,估计大气延迟的时间需要较长。这样使得GNSS实时定位方法(RTK)受到制约,基线长度不能太长。此外,目前GNSS伪距定位主要采用模型改正大气折射。即使采用模型改正,由大气折射误差引起的位置误差可达1-2米。随着接收机技术的不断提高,GNSS伪距的测量精度已经达到分米级。因此,大气折射误差已经成为不可忽视的误差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于,针对现有GNSS的大气折射估值方法复杂且不够准确的缺陷,提供了一种简单易行的GNSS大气折射延迟估值方法和系统,以提高大气折射估值精度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种GNSS大气折射延迟估值方法,包括以下步骤:S1、以最小天顶角为基卫星,建立GNSS观测量的卫星单差方程;S2、根据所述卫星单差方程得到第二高仰角的卫星单差观测量方程以及全部天顶角大于预设门限值的卫星单差观测量方程,联立两者,并将预设的大气延迟值及GNSS观测量代入联立的方程求解位置矢量;S3、通过给定不同的大气延迟值,根据求解的位置矢量计算第二高仰角的卫星单差观测量方程的残差,并确定残差为零时的大气延迟值为该时刻的GNSS观测量大气延迟估值。在根据本专利技术所述的GNSS大气折射延迟估值方法中,所述步骤S1中GNSS观测量的卫星单差方程为: ( a i T - a 1 T ) X + ( m ( α i ) - m ( α 1 ) ) V t = l i - l 1 ; ]]>其中i为按照天顶角从小到大排列的卫星编号,X为接收机的位置矢量,Vt为垂直方向的大气延迟,li为第i个卫星的GNSS观测量,aiT为第i个卫星的系数矩阵,αi为第i个卫星的天顶角,m(αi)为第i个卫星观测量的大气映射函数。在根据本专利技术所述的GNSS大气折射延迟估值方法中,所述步骤S2中,所述第二高仰角的卫星单差观测量方程为: ( a 2 T - a 1 T ) X + ( m ( α 2 ) - m ( α 1 ) ) V t = l 2 - l 1 ; ]]>以及所述全部天顶角大于预设门限值的卫星单差观测量方程为: ( a j T - a 1 T ) X + ( m ( α j ) - m ( α 1 ) ) V t = l j - l 1 ; ]]>其中n为卫星的数量,j=j0,…..,n,并且卫星j的天顶角αj>α1,其中α1为预设门限值;联系上述两个方程,并将预设的大气延迟值Vt及GNSS观测量代入联立的方程求解接收机的位置矢量。在根据本专利技术所述的GNSS大气折射延迟估值方法中,所述步骤S3中第二高仰角的卫星单差观测量方程的残差为: v 2 = ( l 2 - l 1 ) - ( m ( α 2 ) - m ( α 1 ) ) V t - ( a 2 T - a 1 T ) X . ]]>在根据本专利技术所述的GNSS大气折射延迟估值方法中,所述步骤S3具体为:在预定范围内搜索Vt,当残差为0时搜索得到的Vt为该时刻的GNSS观测量大气延迟估值。本专利技术还提供了一种GNSS大气折射延迟估本文档来自技高网...
一种GNSS大气折射延迟估值方法和系统

【技术保护点】
一种GNSS大气折射延迟估值方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、以最小天顶角为基卫星,建立GNSS观测量的卫星单差方程;S2、根据所述卫星单差方程得到第二高仰角的卫星单差观测量方程以及全部天顶角大于预设门限值的卫星单差观测量方程,联立两者,并将预设的大气延迟值及GNSS观测量代入联立的方程求解位置矢量;S3、通过给定不同的大气延迟值,根据求解的位置矢量计算第二高仰角的卫星单差观测量方程的残差,并确定残差为零时的大气延迟值为该时刻的GNSS观测量大气延迟估值。

【技术特征摘要】
1.一种GNSS大气折射延迟估值方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、以最小天顶角为基卫星,建立GNSS观测量的卫星单差方程;
S2、根据所述卫星单差方程得到第二高仰角的卫星单差观测量方程以及
全部天顶角大于预设门限值的卫星单差观测量方程,联立两者,并将预设的大
气延迟值及GNSS观测量代入联立的方程求解位置矢量;
S3、通过给定不同的大气延迟值,根据求解的位置矢量计算第二高仰角
的卫星单差观测量方程的残差,并确定残差为零时的大气延迟值为该时刻的
GNSS观测量大气延迟估值。
2.根据权利要求1所述的GNSS大气折射延迟估值方法,其特征在于,
所述步骤S1中GNSS观测量的卫星单差方程为:
( a i T - a 1 T ) X + ( m ( α i ) - m ( α 1 ) ) V t = l i - l 1 ; ]]>其中i为按照天顶角从小到大排列的卫星编号,X为接收机的位置矢量,
Vt为垂直方向的大气延迟,li为第i个卫星的GNSS观测量,aiT为第i个卫星
的系数矩阵,αi为第i个卫星的天顶角,m(αi)为第i个卫星观测量的大气映
射函数。
3.根据权利要求2所述的GNSS大气折射延迟估值方法,其特征在于,
所述步骤S2中,所述第二高仰角的卫星单差观测量方程为:
( a 2 T - a 1 T ) X + ( m ( α 2 ) - m ( α 1 ) ) V t = l 2 - l 1 ; ]]>以及所述全部天顶角大于预设门限值的卫星单差观测量方程为:
( a j T - a 1 T ) X + ( m ( α j ) - m ( α 1 ) ) V t = l j - l 1 ; ]]>其中n为卫星的数量,j=j0,…..,n,并且卫星j的天顶角αj>α1,其中α1
为预设门限值;
联系上述两个方程,并将预设的大气延迟值Vt及GNSS观测量代入联立
的方程求解接收机的位置矢量。
4.根据权利要求3所述的GNSS大气折射延迟估值方法,其特征在于,
所述步骤S3中第二高仰角的卫星单差观测量方程的残差为:
v 2 = ( l 2 - l 1 ) - ( m ( α 2 ) - m ( α 1 ) ) V t - ( a 2 T - a 1 T ) X . ]]>5.根据权利要求4所述的GNSS大气折射延迟估值方法,其特征在于,
所述步骤S3具体为:在预定范围内搜索Vt,当残差为0时搜索得到的Vt为该
时刻的GNSS观测量大气延迟估值。
6.一种GNSS大气折射延...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈武
申请(专利权)人:香港理工大学
类型:发明
国别省市:中国香港;81

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