本发明专利技术提供了一种北斗三频非差相位模糊度的解算方法及装置，所述方法包括获取北斗三频原始观测数据，基于所述原始观测数据构建消电离层无几何(IFGF)相位伪距组合和优化电离层无几何(IOGF)相位伪距组合，确定IFGF宽巷模糊度的固定整数值，建立IOGF宽巷模糊度观测方程；利用宽巷模糊度到基本模糊度的转换模型更新三频无几何相位观测方程；基于所述IOGF宽巷模糊度观测方程和更新后的三频无几何相位观测方程，利用卡尔曼滤波模型估计IOGF宽巷模糊度，得到IOGF宽巷模糊度固定整数值，并基于所述转换模型得到基本模糊度。本发明专利技术不要求提供精密轨道和钟差，不受差分站间距离限制，实施条件简单便利，能够高精度估计IOGF宽巷模糊度并得到基本模糊度。并得到基本模糊度。并得到基本模糊度。
【技术实现步骤摘要】
一种北斗三频非差相位模糊度的解算方法及装置
[0001]本专利技术涉及北斗三频数据处理
，尤其涉及一种北斗三频非差相位模糊度的解算方法及装置。
技术介绍
[0002]北斗导航卫星系统(BDS)提供3个频点的载波相位和伪距观测值。伪距观测值可直接用于定位解算，但伪距观测精度仅为0.1至0.3m，远低于相位观测精度。相位观测精度高，可达mm级精度。但相位中带有未知的模糊度参数，必须准确求解或固定模糊度参数，高精度相位观测值才可用于精密定位和导航服务。模糊度的可靠快速求解，是BDS三频数据处理的基础工作，在BDS精密定位、导航、授时等领域具有重要意义。
[0003]利用BDS相位和伪距观测数据，可完成模糊度求解和精密定位。通常采用星际站间差分法，削弱系统误差影响，估计模糊度和位置参数。虽然差分法计算简便，但要求差分站间距离小于10km，以保证对流层延迟和电离层延迟差分后可消除。为了突破基站间距离的限制，完成高精度定位，当前主要利用非差非组合精密单点定位模型(PPP)估计模糊度和位置参数。PPP模型可以精确估计模糊度参数。然而，PPP依赖于精密轨道和钟差。PPP估计法必须首先获得精密轨道和钟差，才能进行模糊度和位置参数估计。
[0004]优化北斗三频相位和伪距组合，可用于模糊度求解。三频相位伪距组合后，可获得消电离层(IF)、无几何(GF)特性，实现IFGF宽巷模糊度的求解。通过组合优化模型，进一步获得优化电离层效应(IO)、无几何、低噪声特性的相位伪距组合，用于高精度IOGF宽巷模糊度计算。
[0005]已有研究通过IFGF宽巷相位和IFGF宽巷模糊度计算电离层延迟。利用IFGF宽巷相位计算的电离层延迟，改正IOGF相位伪距组合中的电离层延迟，进而平滑求解IOGF宽巷模糊度。一方面，IFGF宽巷相位乘以宽巷波长后观测噪声被大幅放大；另一方面，2个IFGF宽巷相位的电离层延迟系数十分接近；最终，利用2个IFGF宽巷相位求差计算的电离层延迟精度较低。较低精度的电离层延迟计算值去改正IOGF中被放大的电离层延迟，难以保证IOGF宽巷模糊度的计算精度。
[0006]因此，为避免PPP估计法对精密轨道和钟差的依赖，同时克服IFGF相位法改正电离层延迟精度差的局限，本领域亟需一种简便实用的优化估计电离层效应的北斗三频非差相位模糊度求解新方法。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种北斗三频非差相位模糊度的解算方法及装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供了一种北斗三频非差相位模糊度的解算方法，所述方法包括：
[0010]获取北斗三频原始观测数据，包括相位观测值和伪距观测值；
[0011]基于所述原始观测数据构建消电离层无几何(IFGF)相位伪距组合，确定IFGF宽巷模糊度的固定整数值；
[0012]基于所述原始观测数据构建优化电离层无几何(IOGF)相位伪距组合，建立IOGF宽巷模糊度观测方程；
[0013]建立三频无几何相位观测方程，基于所述IFGF宽巷模糊度的固定整数值和IOGF宽巷模糊度建立宽巷模糊度到基本频点模糊度的转换模型，并利用所述转换模型更新所述三频无几何相位观测方程；
[0014]基于所述IOGF宽巷模糊度观测方程和更新后的三频无几何相位观测方程建立卡尔曼滤波模型，利用所述卡尔曼滤波模型估计IOGF宽巷模糊度，得到IOGF宽巷模糊度的固定整数值，并基于所述转换模型得到基本频点模糊度。
[0015]优选的，所述IFGF宽巷模糊度的固定整数值的计算过程具体为：
[0016]根据所述消电离层无几何相位伪距组合，针对多历元连续观测数据计算IFGF宽巷模糊度的浮点值；将所述IFGF宽巷模糊度的浮点值进行平滑后得到IFGF宽巷模糊度的平滑值，将所述IFGF宽巷模糊度的平滑值取整后得到所述IFGF宽巷模糊度的固定整数值；
[0017]其中，IFGF宽巷模糊度的计算方法为：
[0018][0019]式中，λ
6,i
为IFGF相位组合波长，N
6,i
为IFGF宽巷模糊度，φ
6,i
为IFGF组合相位，p
6,i
为IFGF组合伪距，i为同类组合的序号。
[0020]优选的，所述IOGF宽巷模糊度观测方程为：
[0021][0022]其中，λ
7,i
为IOGF相位组合波长，N
7,1
为IOGF宽巷模糊度，φ
7,1
为IOGF组合相位，p
7,1
为IFGF组合伪距，ε3为IOGF相位伪距组合的噪声，ISF
7,1
为IOGF相位伪距组合相对第1频点以周为单位的电离层延迟放大系数，iono1为第1频点上的电离层延迟。
[0023]优选的，所述三频无几何相位观测方程为：
[0024][0025]其中，iono1为第1频点上的电离层延迟；ε1和ε2为组合噪声，f1、f2和f3为BDS三频点载波频率，λ1、λ2和λ3为三频点波长，N1为第1频点基本模糊度，N2为第2频点基本模糊度，N3为第3频点基本模糊度。
[0026]优选的，所述转换模型是基于2个所述IFGF宽巷模糊度的固定整数值，以1个IOGF宽巷模糊度作为自变量，表达三个基本频点模糊度，所述转换模型为：
[0027][0028]其中，N
6，1
和N
6，2
为两个不同的IFGF宽巷模糊度，N
7,1
为IOGF宽巷模糊度。
[0029]优选的，将所述转换模型代入至所述三频无几何相位观测方程中得到更新后的三频无几何相位观测方程为：
[0030][0031]相应的，本专利技术还提供了一种北斗三频非差相位模糊度的解算装置，包括：
[0032]数据获取模块，用于获取北斗三频原始观测数据，包括相位观测值和伪距观测值；
[0033]IFGF宽巷模糊度计算模块，用于基于所述原始观测数据构建消电离层无几何相位伪距组合，确定IFGF宽巷模糊度的固定整数值；
[0034]IOGF宽巷模糊度计算模块，基于所述原始观测数据构建优化电离层无几何相位伪距组合，建立IOGF宽巷模糊度观测方程；
[0035]建模处理模块，用于建立三频无几何相位观测方程，基于所述IFGF宽巷模糊度的固定整数值和IOGF宽巷模糊度建立宽巷模糊度到基本频点模糊度的转换模型，并利用所述转换模型更新所述三频无几何相位观测方程；
[0036]基本频点模糊度估计模块，用于基于所述IOGF宽巷模糊度观测方程和更新后的三频无几何相位观测方程建立卡尔曼滤波模型，利用所述卡尔曼滤波模型估计IOGF宽巷模糊度，得到IOGF宽巷模糊度的固定整数值，并基于所述转换模型得到基本频点模糊度。
[0037]相应的，本专利技术还提供了一种北斗三频非差相位模糊度的解算设备，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种北斗三频非差相位模糊度的解算方法，其特征在于，所述方法包括：获取北斗三频原始观测数据，包括相位观测值和伪距观测值；基于所述原始观测数据构建消电离层无几何相位伪距组合，确定IFGF宽巷模糊度的固定整数值；基于所述原始观测数据构建优化电离层无几何相位伪距组合，建立IOGF宽巷模糊度观测方程；建立三频无几何相位观测方程，基于所述IFGF宽巷模糊度的固定整数值和IOGF宽巷模糊度建立宽巷模糊度到基本频点模糊度的转换模型，并利用所述转换模型更新所述三频无几何相位观测方程；基于所述IOGF宽巷模糊度观测方程和更新后的三频无几何相位观测方程建立卡尔曼滤波模型，利用所述卡尔曼滤波模型估计IOGF宽巷模糊度，得到IOGF宽巷模糊度的固定整数值，并基于所述转换模型得到基本频点模糊度。2.根据权利要求1所述的北斗三频非差相位模糊度的解算方法，其特征在于，所述IFGF宽巷模糊度的固定整数值的计算过程具体为：根据所述消电离层无几何相位伪距组合，针对多历元连续观测数据计算IFGF宽巷模糊度的浮点值；将所述IFGF宽巷模糊度的浮点值进行平滑后得到IFGF宽巷模糊度的平滑值，将所述IFGF宽巷模糊度的平滑值取整后得到所述IFGF宽巷模糊度的固定整数值；其中，IFGF宽巷模糊度的计算方法为：式中，λ
6,i
为IFGF相位组合波长，N
6,i
为IFGF宽巷模糊度，φ
6,i
为IFGF组合相位，p
6,i
为IFGF组合伪距，i为同类组合的序号。3.根据权利要求1所述的北斗三频非差相位模糊度的解算方法，其特征在于，所述IOGF宽巷模糊度观测方程为：其中，λ
7,i
为IOGF相位组合波长，N
7,1
为IOGF宽巷模糊度，φ
7,1
为IOGF组合相位，p
7,1
为IOGF组合伪距，ε3为IOGF相位伪距组合的噪声，ISF
7,1
为IOGF相位伪距组合相对第1频点以周为单位的电离层延迟放大系数，iono1为第1频点上的电离层延迟。4.根据权利要求1所述的北斗三频非差相位模糊度的解算方法，其特征在于，所述三频无几何相位观测方程为：其中，iono1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李得海，李桂华，赵春梅，吴文坛，李敬伟，秘金钟，赵奕源，崔晓航，闫俊涛，王维帅，黄晋峰，
申请(专利权)人：中国测绘科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。