一种确定整周模糊度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种确定整周模糊度的方法及装置，其中，所述方法包括：建立载波相位双差观测方程；确定所述载波相位双差观测方程中模糊度的浮点解矩阵以及方差‑协方差矩阵；对所述方差‑协方差矩阵进行矩阵分解和去相关处理，得到经过所述变换矩阵变换后的模糊度整数矩阵；根据所述模糊度整数矩阵，确定模糊度的第一组模糊度候选解，并对所述第一组模糊度候选解中的各个模糊度在当前搜索空间中进行搜索取整，得到第二组模糊度候选解；根据所述变换矩阵对范数值最小的两组候选解进行反变换，得到最终的整周模糊度。本发明专利技术提供的一种确定整周模糊度的方法及装置，能够降低运算的复杂度，从而更加节约资源，更适合耗时较多的高纬度模糊度的搜索。

Method and device for determining integer ambiguity

The present invention provides a method and apparatus for determining, ambiguity, wherein the method comprises establishing a double difference carrier phase observation equation; determine the carrier phase double difference solution matrix and variance covariance matrix of the fuzzy floating observation equation; the variance covariance matrix of matrix decomposition and to correlation processing, obtained by the integer ambiguity matrix transformation the transformation matrix; according to the integer ambiguity matrix, fuzzy degree of the first group of ambiguity candidate solutions, and on the first set of candidate solutions in the fuzzy degree of ambiguity in the current search space in the second round, fuzzy set the degree of candidate solution; based on the transformation matrix of the smallest set of candidate values two solution of inverse transform, to obtain the final ambiguity. The invention provides a method and a device for determining the whole cycle ambiguity, which can reduce the complexity of the operation, thereby saving the resource more, and being more suitable for the search of high latitude ambiguity with time consuming.

【技术实现步骤摘要】
一种确定整周模糊度的方法及装置
本专利技术涉及GNSS模糊度解算应用
，具体涉及一种确定整周模糊度的方法及装置。
技术介绍
高精度GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)定位在越来越多的领域备受关注，在桥梁变形监测、大坝安全监测、房屋变形监测、山体滑坡监测和尾矿监测等领域被广泛应用。高精度GNSS定位采用光滑和噪声较小的载波相位进行定位解算，相比于伪距噪声误差要小很多，但是会遇到载波相位出现整周模糊度的问题。载波相位整周模糊度搜索的正确性和速率直接影响到高精度GNSS定位的结果和效率。因此，确保高精度GNSS定位时尽可能快速的搜索出正确地整周模糊度值至关重要。LAMBDA(least-squaresAmbiguityDecorrelationAdjustment，最小二乘模糊度去相关解算法)是Delft科技大学开发的一套载波相位整周模糊度解算算法，在整周模糊度解算领域应用最为广泛。该方法不局限于双差模型，还适用于单差模型，不光适用于静态模型，也适用于实时动态模型。整周模糊度搜索时间对算法影响至关重要，而LAMBDA较为复杂，且在搜索高维度模糊度时所用时间较长，对于高精度GNSS实时定位要求解算软件耗时尽量少的现状稍显不足。因此，一种能够快速固定高纬度模糊度的算法研究尤为重要和迫切。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种确定整周模糊度的方法及装置，能够降低运算的复杂度，从而更加节约资源，更适合耗时较多的高纬度模糊度的搜索。为实现上述目的，本专利技术实施例一方面提供一种确定整周模糊度的方法，所述方法包括：建立载波相位双差观测方程，所述方程中包括待确定的模糊度；根据最小二乘算法，确定所述载波相位双差观测方程中模糊度的浮点解矩阵以及所述浮点解矩阵对应的方差-协方差矩阵；对所述方差-协方差矩阵进行矩阵分解，得到包含下三角矩阵和对角矩阵的分解结果，并对分解后的矩阵进行模糊度去相关处理，得到变换矩阵和经过所述变换矩阵变换后的模糊度整数矩阵；根据所述模糊度整数矩阵，确定模糊度的第一组模糊度候选解，并对所述第一组模糊度候选解中的各个模糊度在当前搜索空间中进行搜索取整，得到第二组模糊度候选解；其中，所述当前搜索空间的数值为第一组模糊度候选解的范数值和初始搜索空间的数值中的较小者；根据所述变换矩阵对范数值最小的两组候选解进行反变换，得到最终的整周模糊度。进一步地，按照下述公式建立所述载波相位双差观测方程：其中，表示第u个流动站与第r个参考站之间的载波相位双差观测值，λ表示载波相位波长，表示第u个流动站与第r个参考站之间真距的双差值，表示第u个流动站与第r个参考站之间的双差模糊度值，表示第u个流动站与第r个参考站之间的双差噪声误差值。进一步地，对分解后的矩阵进行模糊度去相关处理包括：对所述分解结果中的下三角矩阵进行初等列变换，以使得经过初等列变换的下三角矩阵中非对角元素中的数值减小至0.5以下。进一步地，按照下述公式确定模糊度整数矩阵：其中，表示所述模糊度整数矩阵，ZT表示所述变换矩阵Z的转置，a表示所述浮点解矩阵。进一步地，所述初始搜索空间的数值按照下述公式确定：其中，χ2表示所述初始搜索空间的数值，fac表示预设放大系数，P表示模糊度候选解的组数，Q表示所述方差-协方差矩阵，n表示模糊度的维数。进一步地，按照下述公式确定所述第一组模糊度候选解的范数值：其中，DIST表示所述第一组模糊度候选解的范数值，zi表示所述第一组模糊度候选解中的第i个候选解，表示估算精度排在第i位的估算整周模糊度值，di表示所述对角矩阵中第i行第i列的元素。进一步地，对所述第一组模糊度候选解中的各个模糊度在当前搜索空间中进行搜索取整包括：根据所述第一组模糊度候选解中的第i个候选解与估算精度排在第i位的估算整周模糊度值之间的差值，确定待增加的整数值，并将所述第i个候选解与所述待增加的整数值的和作为搜索取整后的候选解，其中，按照下述公式确定所述待增加的整数值：其中，Δ(i)表示第i个候选解对应的待增加的整数值。进一步地，按照下述公式确定最终的整周模糊度：z'＝(ZT)-1z其中，z'表示最终的整周模糊度，Z表示所述变换矩阵，z表示范数值最小的两组候选解。为实现上述目的，本申请另一方面还提供一种确定整周模糊度的装置，所述装置包括：观测方程建立单元，用于建立载波相位双差观测方程，所述方程中包括待确定的模糊度；浮点解确定单元，用于根据最小二乘算法，确定所述载波相位双差观测方程中模糊度的浮点解矩阵以及所述浮点解矩阵对应的方差-协方差矩阵；去相关处理单元，用于对所述方差-协方差矩阵进行矩阵分解，得到包含下三角矩阵和对角矩阵的分解结果，并对分解后的矩阵进行模糊度去相关处理，得到变换矩阵和经过所述变换矩阵变换后的模糊度整数矩阵；搜索取整单元，用于根据所述模糊度整数矩阵，确定模糊度的第一组模糊度候选解，并对所述第一组模糊度候选解中的各个模糊度在当前搜索空间中进行搜索取整，得到第二组模糊度候选解；其中，所述当前搜索空间的数值为第一组模糊度候选解的范数值和初始搜索空间的数值中的较小者；反变换单元，用于根据所述变换矩阵对范数值最小的两组候选解进行反变换，得到最终的整周模糊度。进一步地，所述搜索取整单元按照下述公式确定所述初始搜索空间的数值：其中，χ2表示所述初始搜索空间的数值，fac表示预设放大系数，P表示模糊度候选解的组数，Q表示所述方差-协方差矩阵，n表示模糊度的维数。本申请实施方式通过载波相位双差观测方程可以得到浮点解矩阵对应的方差-协方差矩阵，通过对方差-协方差矩阵进行矩阵分解、对矩阵分解的结果进行矩阵变换，并不断减小搜索取整的搜索空间，可以加快整周模糊度的搜索速度，从而更加节约资源，更适合耗时较多的高纬度模糊度的搜索。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本实施例所述的确定整周模糊度的方法流程图；图2是本实施例中去相关流程的示意图；图3是本实施例中进行搜索取整的方法流程图；图4是本实施例中搜索模糊度的速率对比示意图；图5是本实施例所述的确定整周模糊度的装置功能模块图。贯穿附图，应该注意的是，相似的标号用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。具体实施方式提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。以下描述包括帮助理解的各种具体细节，但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和简洁，公知功能和构造的描述可被省略。以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义，而是仅由专利技术人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此，对于本领域技术人员而言应该明显的是，提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的，而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。应该理解，除非上下文明确另外指示，否则单数形式也包括复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定整周模糊度的方法，其特征在于，所述方法包括：建立载波相位双差观测方程，所述方程中包括待确定的模糊度；根据最小二乘算法，确定所述载波相位双差观测方程中模糊度的浮点解矩阵以及所述浮点解矩阵对应的方差‑协方差矩阵；对所述方差‑协方差矩阵进行矩阵分解，得到包含下三角矩阵和对角矩阵的分解结果，并对分解后的矩阵进行模糊度去相关处理，得到变换矩阵和经过所述变换矩阵变换后的模糊度整数矩阵；根据所述模糊度整数矩阵，确定模糊度的第一组模糊度候选解，并对所述第一组模糊度候选解中的各个模糊度在当前搜索空间中进行搜索取整，得到第二组模糊度候选解；其中，所述当前搜索空间的数值为第一组模糊度候选解的范数值和初始搜索空间的数值中的较小者；根据所述变换矩阵对范数值最小的两组候选解进行反变换，得到最终的整周模糊度。

【技术特征摘要】
1.一种确定整周模糊度的方法，其特征在于，所述方法包括：建立载波相位双差观测方程，所述方程中包括待确定的模糊度；根据最小二乘算法，确定所述载波相位双差观测方程中模糊度的浮点解矩阵以及所述浮点解矩阵对应的方差-协方差矩阵；对所述方差-协方差矩阵进行矩阵分解，得到包含下三角矩阵和对角矩阵的分解结果，并对分解后的矩阵进行模糊度去相关处理，得到变换矩阵和经过所述变换矩阵变换后的模糊度整数矩阵；根据所述模糊度整数矩阵，确定模糊度的第一组模糊度候选解，并对所述第一组模糊度候选解中的各个模糊度在当前搜索空间中进行搜索取整，得到第二组模糊度候选解；其中，所述当前搜索空间的数值为第一组模糊度候选解的范数值和初始搜索空间的数值中的较小者；根据所述变换矩阵对范数值最小的两组候选解进行反变换，得到最终的整周模糊度。2.根据权利要求1所述的确定整周模糊度的方法，其特征在于，按照下述公式建立所述载波相位双差观测方程：其中，表示第u个流动站与第r个参考站之间的载波相位双差观测值，λ表示载波相位波长，表示第u个流动站与第r个参考站之间真距的双差值，表示第u个流动站与第r个参考站之间的双差模糊度值，表示第u个流动站与第r个参考站之间的双差噪声误差值。3.根据权利要求1所述的确定整周模糊度的方法，其特征在于，对分解后的矩阵进行模糊度去相关处理包括：对所述分解结果中的下三角矩阵进行初等列变换，以使得经过初等列变换的下三角矩阵中非对角元素中的数值减小至0.5以下。4.根据权利要求1或3所述的确定整周模糊度的方法，其特征在于，按照下述公式确定模糊度整数矩阵：其中，表示所述模糊度整数矩阵，ZT表示所述变换矩阵Z的转置，a表示所述浮点解矩阵。5.根据权利要求1所述的确定整周模糊度的方法，其特征在于，所述初始搜索空间的数值按照下述公式确定：其中，χ2表示所述初始搜索空间的数值，fac表示预设放大系数，P表示模糊度候选解的组数，Q表示所述方差-协方差矩阵，n表示模糊度的维数。6.根据权利要求1所述的确定整周模糊度的方法，其特征在于，按照下述公式确定所述第一组模糊度候选解的范...

【专利技术属性】
技术研发人员：程艳，张雪丽，王伊冰，陈琼冰，阮林林，刘志忠，张裕，蔡敏，刘昂，周中华，万祥，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11