定位基站系统的整周模糊度确定方法技术方案

本申请提供了一种定位基站系统的整周模糊度确定方法，该方法包括：接收定位基站发出的信号，从接收到的信号中获得载波相位观测量，直接利用载波相位观测量构建关于整周模糊度的线性观测模型，以确定整周模糊度。通过本申请的整周模糊度确定方法，可以不依赖于借助码相位测量或其他事先测量等手段以提供初始位置、初始距离、和/或初始整周模糊度来建立关于整周模糊度的线性观测模型，从而能够可靠地确定整周模糊度。

【技术实现步骤摘要】
定位基站系统的整周模糊度确定方法
本申请涉及定位基站系统载波相位测量中整周模糊度的确定。
技术介绍
与在卫星定位系统中类似，在定位基站系统中也可以采用载波相位测量定位技术实现精密定位。同样，在定位基站系统的载波相位测量定位中，如何可靠地确定整周模糊度是关键。在定位基站系统的载波相位测量定位中，通常采用现有的卫星定位系统中整周模糊度的确定方法，即，借助码相位测量或其他事先测量等手段以提供初始位置、初始距离、和/或初始整周模糊度，迭代求解整周模糊度。现有的这种方法严重依赖那些初始解，一旦初始解不可靠(而这也是极有可能发生的)，那么可能造成求出的整周模糊度误差过大，甚至可能造成迭代无法收敛而无法确定整周模糊度。
技术实现思路
根据本申请，提供了一种定位基站系统的整周模糊度确定方法，该方法包括：接收定位基站发出的信号，从接收到的信号中获得载波相位观测量，直接利用载波相位观测量构建关于整周模糊度的线性观测模型，以确定整周模糊度。根据本申请的定位基站系统的整周模糊度确定方法，可以不依赖于借助码相位测量或其他事先测量等手段以提供初始位置、初始距离、和/或初始整周模糊度来建立关于整周模糊度的线性观测模型，从而能够可靠地确定整周模糊度。附图说明图1示出了根据本申请实施方式的定位基站系统的整周模糊度确定方法的流程图。图2示出了根据本申请实施方式的定位基站系统的整周模糊度确定方法的流程图。图3示出了根据本申请实施方式的定位基站系统的整周模糊度确定方法的流程图。r>图4示出了采用根据本申请实施方式的定位基站系统的整周模糊度确定方法进行定位的水平定位轨迹图。图5示出了图4的水平定位轨迹图的局部放大图。具体实施方式下面参照附图对本申请公开的定位基站的整周模糊度确定方法进行详细说明。为简明起见，本申请各实施方式的说明中，相同或类似的装置使用相同或相似的附图标记。本申请中的定位基站例如可以是伪卫星、陆基定位基站和/或无线信标。一个定位基站系统包含多个位置已知的定位基站，而接收机则可以通过接收并处理定位基站发出的信号以确定所处的位置，即，进行接收机的定位。此外，可以基于从信号中获得的载波相位观测量进行载波相位测量定位，从而实现接收机的精密定位。根据本申请的一个实施方式，定位基站系统的整周模糊度确定方法包括：接收定位基站发出的信号，从接收到的信号中获得载波相位观测量，直接利用载波相位观测量构建关于整周模糊度的线性观测模型，以确定整周模糊度。图1示出了根据该实施方式的定位基站系统的整周模糊度确定方法的流程图，如图所示：在S110中，接收定位基站发出的信号；在S120中，从接收到的信号中获得载波相位观测量；在S130中，直接利用载波相位观测量构建关于整周模糊度的线性观测模型；在S140中，确定整周模糊度。根据该方法，可以直接利用所获得的载波相位观测量来构建关于整周模糊度的线性观测模型，而不是如现有技术中的方法那样，必须首先通过例如码测距等手段获得位置、距离和/或整周模糊度的初始值，然后采用线性展开法(例如泰勒展开)在初始值附近进行展开，构建关于整周模糊度的近似线性观测模型，以求解整周模糊度。这样，通过本申请的方法可以避免因上述初始值不可靠(极有可能发生)造成的求解整周模糊度误差过大甚至无法确定整周模糊度的问题，从而能够可靠地确定整周模糊度。在通过根据本申请的方法构建关于整周模糊度的线性观测模型后，就可以求解整周模糊度，从而实现定位。根据本申请的一个实施方式，在定位基站系统的整周模糊度确定方法中，基于载波相位观测量的平方确定多差平方观测量，并基于多差平方观测量构建线性观测模型。图2示出了根据该实施方式的定位基站系统的整周模糊度确定方法的流程图，如图所示：在S210中，接收定位基站发出的信号；在S220中，从接收到的信号中获得载波相位观测量；在S230中，基于载波相位观测量的平方确定多差平方观测量；在S240中，基于多差平方观测量构建线性观测模型；在S250中，确定整周模糊度。该多差平方观测量是通过将载波相位观测量的平方在不同定位基站之间以及接收机的不同位置之间进行多次差分而得到的。在获得多差平方观测量之后，就可以基于该多差平方观测量构建关于整周模糊度的线性观测模型。根据该方法，在构建线性观测模型的过程中，能够直接利用载波相位观测量构建关于整周模糊度的线性观测模型，就可以确定整周模糊度，而不需要借助码相位观测量或者其他初始观测量，不需要初始位置、初始距离、和/或初始整周模糊度，也不需要通过引入初始的粗略整周模糊度估计值，也不需要采用例如线性展开法等手段，能够直接和简洁地实现关于整周模糊度的线性模型的构建，进而可靠地确定整周模糊度。在下文中，通过对定位基站系统的一种载波相位观测模型进行分析，对根据本申请实施方式的整周模糊度的确定方法进行更详细的描述。在一个定位基站系统中，第i个定位基站的载波相位观测量可以表示为：其中，表示接收机在第k个历元的位置对于定位基站i的载波相位观测量，i=1,2,…,L，k=1,2,…,K；si表示已知的第i个定位基站的位置向量；uk表示接收机在第k个历元的位置，可以说，k表示接收机的各个位置的序号，也可以说，uk表示接收机的第k个位置；λ表示载波的波长；Ni表示关于第i个定位基站的整周模糊度，在接收机的运动过程中，没有发生信号失锁和周跳，为恒定量；fc表示载波的频率；δti表示第i个定位基站的时钟的钟差；δtk表示接收机在第k个位置时的时钟的钟差；表示关于第i个定位基站和接收机的第k个位置的误差，包括观测噪声、多径误差等。在式(1)的载波相位观测量模型中，由于存在||si-uk‖这样的非线性项，因此该模型是非线性的，从而难以求解其中的整周模糊度。面对这样的问题，现有技术中通常通过码测量或者其他手段获得的初始位置、初始距离、和/或初始整周模糊度对该非线性观测模型进行展开，并基于此采用迭代法求解并确定整周模糊度。如上所述，例如当因地面多径等原因导致上述初始值不可靠时，可能造成求出的整周模糊度误差过大，甚至导致迭代无法收敛，不能确定整周模糊度。而通过本申请的整周模糊度确定方法，能够直接利用载波相位观测量，基于载波相位观测量的平方确定多差平方观测量，并基于该多差平方观测量来构建关于整周模糊度的线性观测模型，而不借助可能不可靠的初始值及近似的线性展开法。根据本申请的一个实施方式，在定位基站系统中可以进行双向测距(two-wayranging)的情况下，能够根据经双向测距的载波相位观测量获得双向测距双差平方观测量，构建关于整周模糊度的线性观测模型。在该实施方式中，载波相位观测量经双向测距获得，多差平方观测量可以包括双向测距双差平方观测量，双向测距双差平方观测量可以通过将载波相位观测量的平方在接收机的两个不同位置之间和两个不同定位基站之间进行差分获得。通过在定位基站系统的接收机与定位基站之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.定位基站系统的整周模糊度确定方法，包括：接收定位基站发出的信号，从接收到的信号中获得载波相位观测量，直接利用载波相位观测量构建关于整周模糊度的线性观测模型，以确定整周模糊度。/n

【技术特征摘要】
1.定位基站系统的整周模糊度确定方法，包括：接收定位基站发出的信号，从接收到的信号中获得载波相位观测量，直接利用载波相位观测量构建关于整周模糊度的线性观测模型，以确定整周模糊度。


2.如权利要求1所述的整周模糊度确定方法，其中，基于所述载波相位观测量的平方确定多差平方观测量，并基于所述多差平方观测量构建所述线性观测模型。


3.如权利要求2所述的整周模糊度确定方法，其中，直接利用载波观测量而不借助码相位观测量或者初始观测量构建所述线性观测模型。


4.如权利要求2所述的整周模糊度确定方法，其中，
所述载波相位观测量经双向测距获得；以及
所述多差平方观测量包括双向测距双差平方观测量，所述双向测距双差平方观测量通过将所述经双向测距获得的载波相位观测量的平方在接收机的两个不同位置之间和两个不同定位基站之间进行差分获得。


5.如权利要求4所述的整周模糊度确定方法，其中，基于双向测距双差平方观测量构建的线性观测模型为：



其中，表示双向测距双差平方观测量；



经双向测距获得的载波相位观测量中，上标i、j表示定位基站序号，下标k、m表示接收机的位置序号；
Zi、Zj表示经双向测量的整周模糊度；
Q(u)表示由接收机位置u变化决定的位移参数，



其中，si、sj表示定位基站的位置向量，uk、um表示接收机的位置向量；
w表示误差项。


6.如权利要求2所述的整周模糊度确定方法，其中，所述多差平方观测量包括双差平方观测量，所述双差平方观测量通过将所述载波相位观测量的平方在接收机的两个不同位置之间和两个不同定位基站之间进行差分获得。


7.如权利要求6所述的整周模糊度确定方法，其中，基于双差平方观...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚铮，王腾飞，陆明泉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11