一种GPS载波相位多径误差的校正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种GPS载波相位多径误差的校正方法及装置，方法包括：针对经过目标观测点的任一目标卫星，对参考日的观测值进行解算，获得双差观测值；基于双差观测值确定载波模糊度值，利用载波模糊度值确定后拟合双差残差；将后拟合双差残差转换为后拟合单差残差；基于载噪比对后拟合单差残差进行分类，对各类后拟合单差残差进行去噪处理，获得参考日下所有目标卫星对应的多径误差校正模型；利用各多径误差校正模型对观测日下对应卫星的载波相位多径误差进行校正；如此，因后拟合单差残差只包含单颗卫星的信息，在后续校正时，可有效避免由卫星轨道重复周期不一致而引起的多径误差校正偏差，因此可提高校正精度，进而确保导航系统的定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种GPS载波相位多径误差的校正方法及装置
本专利技术属于卫星导航定位
，尤其涉及一种GPS载波相位多径误差的校正方法及装置。
技术介绍
在全球导航卫星系统（GNSS，GlobalNavigationSatelliteSystem）的高精度定位中，大多数误差源可以通过双差技术进行消除，比如接收机钟差或卫星端钟差等。同样，还有一些误差可以通过相关校正模型进行消除，比如对流层误差可以利用对流层校正模型进行消除；电离层误差可以利用高精度电离层格网进行消除。但是除了这些误差以外，载波相位多径误差限于自身的特殊性，不能通过双差技术进行消除，同时也难以进行建模，因为不同观测环境下的多径误差并不相同。因此，载波多径误差已经成为制约GNSS高精度定位中的主要误差源，直接影响定位的精度。现有技术中，对载波多径误差的校正一般是利用改善硬件的方式进行的，比如利用延迟锁环、门控相关器、单正交极化天线等基于接收端的技术来进行校正。然而，基于天线的方法只能减小伪距多径误差，对相位多径误差无效。同时，也不能消除瞬间延迟导致的相位多径误差，严重影响导航系统的定位精度。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供了一种GPS载波相位多径误差的校正方法及装置，用于解决现有技术中对GPS载波相位多径误差进行校正时，校正精度低导致导航系统的定位精度较低的技术问题。本专利技术提供一种GPS载波相位多径误差的校正方法，所述方法包括：针对经过目标观测点的任一目标卫星，对参考日的观测值进行解算，获得双差观测值；所述双差观测值包括：所述目标卫星与参考卫星之间的第一钟差值、第一接收机与第二接收机之间的第二钟差值；所述第一接收机与所述第二接收机用于接收所述目标卫星的信号；基于所述双差观测值确定载波模糊度值，利用所述载波模糊度值确定后拟合双差残差；利用双差转单差模型将所述后拟合双差残差转换为后拟合单差残差；所述后拟合单差残差为所述第一接收机与所述第二接收机之间的残差；其中，所述we为所述目标卫星的加权系数，所述n为卫星总数量；所述为所述后拟合单差残差；所述为所述后拟合双差残差；所述为转换约束条件；所述a为所述第一接收机，所述b为所述第二接收机；基于载噪比对所述后拟合单差残差进行分类，利用小波变换模型对各类所述后拟合单差残差进行去噪处理，获得所述参考日下所有目标卫星对应的多径误差校正模型；利用各所述多径误差校正模型对观测日下对应卫星的载波相位多径误差进行校正。可选的，所述基于所述双差观测值确定载波模糊度值，包括：利用公式确定所述载波模糊度值xi；其中，所述R为目标卫星分别与所述第一接收机、所述第二接收机之间的几何距离；所Ii为电离层延迟；所述T为对流层延迟；所述dtr为所述第二钟差值；所dts为所述第一钟差值；所述c为光速；所述mi为载波多径误差；所述Mi为伪距多径误差；所述Li为载波相位观测值；所述Pi为伪距观测值；所述为所述目标卫星发射信号的波长；所述i为所述目标卫星发射信号的序号。可选的，基于载噪比对所述后拟合单差残差进行分类，利用小波变换模型对各类所述后拟合单差残差进行去噪处理，包括：当所述后拟合单差残差的载噪比大于50dB-Hz时，利用单层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比大于45且小于等于50dB-Hz时，利用两层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比大于35且小于等于45dB-Hz时，利用三层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比小于35dB-Hz时，利用四层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理。可选的，所述小波变换模型包括：；其中，所述J是小波分解层数；所述为预设的去噪阈值；所述k为变换参数，所述j为系数因子；所述为所述多径误差校正模型；所述为小波系数。本专利技术还提供一种GPS载波相位多径误差的校正装置，所述装置包括：解算单元，用于针对经过目标观测点的任一目标卫星，对参考日的观测值进行解算，获得双差观测值；所述双差观测值包括：所述目标卫星与参考卫星之间的第一钟差值、第一接收机与第二接收机之间的第二钟差值；所述第一接收机与所述第二接收机用于接收所述目标卫星的信号；确定单元，用于基于所述双差观测值确定载波模糊度值，利用所述载波模糊度值确定后拟合双差残差；利用双差转单差模型将所述后拟合双差残差转换为后拟合单差残差；所述后拟合单差残差为所述第一接收机与所述第二接收机之间的残差；其中，所述we为所述目标卫星的加权系数，所述n为卫星总数量；所述为所述后拟合单差残差；所述为所述后拟合双差残差；所述为转换约束条件；所述a为所述第一接收机，所述b为所述第二接收机；去噪单元，用于基于载噪比对所述后拟合单差残差进行分类，利用小波变换模型对各类所述后拟合单差残差进行去噪处理，获得所述参考日下所有目标卫星对应的多径误差校正模型；校正单元，用于利用各所述多径误差校正模型对观测日下对应卫星的载波相位多径误差进行校正。可选的，所述确定单元具体用于：利用公式确定所述载波模糊度值xi；其中，所述R为目标卫星分别与所述第一接收机、所述第二接收机之间的几何距离；所Ii为电离层延迟；所述T为对流层延迟；所述dtr为所述第二钟差值；所dts为所述第一钟差值；所述c为光速；所述mi为载波多径误差；所述Mi为伪距多径误差；所述Li为载波相位观测值；所述Pi为伪距观测值；所述为所述目标卫星发射信号的波长；所述i为所述目标卫星发射信号的序号。可选的，所述去噪单元具体用于：当所述后拟合单差残差的载噪比大于50dB-Hz时，利用单层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比大于45且小于等于50dB-Hz时，利用两层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比大于35且小于等于45dB-Hz时，利用三层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比小于35dB-Hz时，利用四层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理。可选的，所述小波变换模型包括：；其中，所述J是小波分解层数；所述为预设的去噪阈值；所述k为变换参数，所述j为系数因子；所述为所述多径误差校正模型；所述为小波系数。本专利技术提供了一种GPS载波相位多径误差的校正方法及装置，方法包括：针对经过目标观测点的任一目标卫星，对参考日的观测值进行解算，获得双差观测值；所述双差观测值包括：所述目标卫星与参考卫星之间的第一钟差值、第一接收机与第二接收机之间的第二钟差值；所述第一接收机与所述第二接收机用于接收所述目标卫星的信号；基于所述双差观测值确定载波模糊度值，利用所述载波模糊度值确定后拟合双差残差；利用双差转单差模型将所述后拟合双差残差转换为后拟合单差残差；所述后拟合单差残差为所述第一接收机与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GPS载波相位多径误差的校正方法，其特征在于，所述方法包括：针对经过目标观测点的任一目标卫星，对参考日的观测值进行解算，获得双差观测值；所述双差观测值包括：所述目标卫星与参考卫星之间的第一钟差值、第一接收机与第二接收机之间的第二钟差值；所述第一接收机与所述第二接收机用于接收所述目标卫星的信号；基于所述双差观测值确定载波模糊度值，利用所述载波模糊度值确定后拟合双差残差；利用双差转单差模型

【技术特征摘要】
1.一种GPS载波相位多径误差的校正方法，其特征在于，所述方法包括：针对经过目标观测点的任一目标卫星，对参考日的观测值进行解算，获得双差观测值；所述双差观测值包括：所述目标卫星与参考卫星之间的第一钟差值、第一接收机与第二接收机之间的第二钟差值；所述第一接收机与所述第二接收机用于接收所述目标卫星的信号；基于所述双差观测值确定载波模糊度值，利用所述载波模糊度值确定后拟合双差残差；利用双差转单差模型将所述后拟合双差残差转换为后拟合单差残差；所述后拟合单差残差为所述第一接收机与所述第二接收机之间的残差；其中，所述we为所述目标卫星的加权系数，所述n为卫星总数量；所述为所述后拟合单差残差；所述为所述后拟合双差残差；所述为转换约束条件；所述a为所述第一接收机，所述b为所述第二接收机；基于载噪比对所述后拟合单差残差进行分类，利用小波变换模型对各类所述后拟合单差残差进行去噪处理，获得所述参考日下所有目标卫星对应的多径误差校正模型；利用各所述多径误差校正模型对观测日下对应卫星的载波相位多径误差进行校正。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述双差观测值确定载波模糊度值，包括：利用公式确定所述载波模糊度值xi；其中，所述R为目标卫星分别与所述第一接收机、所述第二接收机之间的几何距离；所Ii为电离层延迟；所述T为对流层延迟；所述dtr为所述第二钟差值；所dts为所述第一钟差值；所述c为光速；所述mi为载波多径误差；所述Mi为伪距多径误差；所述Li为载波相位观测值；所述Pi为伪距观测值；所述为所述目标卫星发射信号的波长；所述i为所述目标卫星发射信号的序号。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于载噪比对所述后拟合单差残差进行分类，利用小波变换模型对各类所述后拟合单差残差进行去噪处理，包括：当所述后拟合单差残差的载噪比大于50dB-Hz时，利用单层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比大于45且小于等于50dB-Hz时，利用两层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比大于35且小于等于45dB-Hz时，利用三层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理；当所述后拟合单差残差的载噪比小于35dB-Hz时，利用四层小波变换模型对所述后拟合单差残差进行去噪处理。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小波变换模型包括：；其中，所述J是小波分解层数；所述为预设的去噪阈值；所述k为变换参数，所述j为系数因子；所述为所述多径误差校正模型；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾磊，陈继超，吴贝贝，朱煜尔，张改改，刘有邦，刘江垒，曹文燕，
申请(专利权)人：新乡医学院三全学院，
类型：发明
国别省市：河南;41