一种精密单点定位逐级模糊度固定方法

1.一种精密单点定位逐级模糊度固定方法，其特征在于，包括：在对需要定位的物体上放置卫星接收机，使用卫星接收机测量接收包括伪距、载波的相位卫星原始观测信息，使用IGS发布的精密星历产品获得卫星位置和钟差信息，搭建误差修正模型校正以上数据，把误差修正后的信息输入到扩展卡尔曼滤波器中估计得到载波相位模糊度浮点解；通过采用MW组合观测值、grg钟差文件和平滑取整的方式获取宽巷模糊度固定解；根据所述载波相位模糊度浮点解和所述宽巷模糊度固定解获取窄巷模糊度浮点解，根据窄巷模糊度浮点解用LAMBDA算法搜索得到窄巷模糊度固定解；根据所述宽巷模糊度固定解和所述窄巷模糊度固定解获取无电离层模糊度固定解，将所述无电离层模糊度固定解作为卡尔曼滤波参数再次进行量测更新，得到需要定位的物体的位置和速度的固定解；所述的在对需要定位的物体上放置卫星接收机，使用卫星接收机测量接收包括伪距、载波的相位卫星原始观测信息，使用IGS发布的精密星历产品获得卫星位置和钟差信息，搭建误差修正模型校正以上数据，把误差修正后的信息输入到扩展卡尔曼滤波器中估计得到载波相位模糊度浮点解，包括：在对需要定位的物体上放置卫星接收机，从卫星接收机获取整个定位过程中所需伪距、载波相位卫星原始观测信息，从IGS组织网站上下载卫星精密星历产品获得卫星位置和卫星钟差信息；采用拉格朗日内插方法对所述卫星位置和卫星钟差进行内插，获得与所述卫星原始观测信息时间同步的卫星位置和卫星钟差；考虑卫星信号传播过程中各种误差源矫正补偿上述信息误差，包括：用双频信号组成消除电离层组合观测值来减少电离层延迟：其中，A 3 为消电离层组合观测值，f 1 、f 2 为不同GNSS信号频率，A 1 、A 2 分别为频率f 1 和f 2 的卫星观测值；将对流层延迟分为干燥气体引起的干分量延迟和湿润气体引起的湿分量延迟，用误差估计的方法估计湿分量延迟带给定位结果的误差；卫星时钟与接收机时钟受到的重力和速度因所在位置不同而并不相同，用户可用下式进行此相对论效应的校正：其中，rela为相对论效应，r为卫星位置，v为卫星速度，c为光速；GNSS信号传播至卫星接收机的这段时间，因地球自转导致卫星发射和接收机接收时卫星坐标发生了变化，由(X S ,Y S ,Z S )变为(X S' ,Y S' ,Z S' )，需要对卫星坐标进行校正：其中，ω为地球自转角速度，Δt为信号传播时间长度；采用星间单差的方式来消除接收机相关误差，选用信号质量最好的卫星作为参考卫星，将其他卫星的卫星原始观测值减去参考卫星的卫星原始观测值，最终相互抵消相同的接收机误差项；利用卡尔曼滤波器估计待定位物体运动状态信息，卡尔曼滤波器内部设置如下：构建的卡尔曼滤波器状态向量如下所示：其中，[x y z]表示当前估计的三维位置，[v x v y v z ]表示当前估计的三维速度，[a x a y a z ]表示当前估计的三维加速度，Δd wet 表示当前估计的对流层湿分量延迟，ΔN IF 表示表示当前估计的消除电离层组合的载波相位模糊度浮点解，m表示当前估计参考卫星，n表示当前估计的卫星颗数；加速度因物体运动随时间的相关性被认为是一阶马尔可夫过程，加速度模型为：其中，τ是系统相关时间常数，ω a 是零均值白噪声；采用一阶马尔可夫模型加速度建模，随机游走模型分别对消除电离层组合的载波相位模糊度和对流层湿分量延迟建模，则系统矩阵为：卡尔曼滤波器量测向量为星间单差消除电离层后的载波相位之差：系统测量矩阵为：其中，M wet 是对流层湿分量系数，e是表示卫星-用户速度差沿视线方向单位矢量投影；因为不同卫星单差消除电离层组合的载波相位之间具有相关性，所以系统测量噪声协方差矩阵表示为：其中， 表示单差消除电离层组合的载波相位的噪声方差。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的通过采用MW组合观测值、grg钟差文件和平滑取整的方式获取宽巷模糊度固定解，包括：卫星观测方程为：其中，P为伪距，ρ为卫星与接收机之间的真实距离，dt r 接收机钟差，dt s 为卫星钟差，d ion 为电离层误差，d trop 为对流层误差， 分别为卫星端和接收机端的伪距偏差，ε为其他误差，L为载波相位，N为整周模糊度，λ为波长， 分别为卫星端和接收机端的相位偏差；采用双频消除电离层组合观测值消除电离层延迟，卫星观测方程变为：仅在伪距中使用IGS精密卫星钟差产品，在载波相位方程中则使用依据整数相位种模糊度固定方法得到的CNES精密卫星钟差产品，则卫星观测方程的相位偏差的影响被吸入钟差中，卫星观测方程变为：星间差分后卫星观测方程为：将 按照MW组合分解为：其中，下标1和2分别表示相同卫星的两个不同的信号频段， 表示宽巷模糊度， 表示窄巷模糊度，窄巷波长 宽巷波长 使用MW卫星观测值固定宽巷模糊度 其中， 是卫星i的MW组合观测值，B r,MW 表示接收机宽巷偏差， 是卫星宽巷偏差， 为MW组合观测值中未模型化的剩余误差；通过上式知宽巷模糊度表示为：其中， τ r,WL 为以周为单位的宽巷偏差， 通过grg钟差文件中的GPS宽巷偏差改正值消除，τ r,WL 通过之前的星间差分方式消除，完成宽巷模糊度的固定；对于单颗卫星，采用平滑处理提升数据质量：其中， 为经平滑处理的宽巷模糊度，k为当前时间历元；星间差分后的宽巷模糊度表示为： 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据所述载波相位模糊度浮点解和所述宽巷模糊度固定解获取窄巷模糊度浮点解，根据窄巷模糊度浮点解用LAMBDA算法搜索得到窄巷模糊度固定解，包括：窄巷模糊度模糊度浮点解通过模糊度浮点解、宽巷模糊度固定解求得：窄巷模糊度模糊度的协方差矩阵为：通过将窄巷模糊度模糊度浮点解 和其协方差矩阵 输入到最小二乘模糊度降相关平差搜索方法中求得窄巷模糊度固定解，完成星间差分窄巷模糊度固定过程；星间差分窄巷模糊度的协方差矩阵因星间单差而具有相关性，采用Cholesky方法实施降相关：其中，L为下三角矩阵，D为对角矩阵，Q 1 是具有对称性和正定性的变换矩阵；重复上式直至最终矩阵[L m ] -1 变成单位矩阵，假设一共迭代m次，则最终变换矩阵Z：整周模糊度的搜索空间确定为：其中，χ 2 是控制搜索区域大小的常量；在星间差分窄巷模糊度浮点解和对其协方差矩阵进行将相关处理的基础上，进行变换后模糊度整数最小化处理；搜索整周模糊度，搜索方向从第n个开始到第1个结束来避免N i 对N j (j＝i+1,…,n-1)的搜索产生影响，从后一个模糊度开始搜索并确立搜索边界，然后对前一个模糊度展开搜索，直到第一个模糊度完成搜索，完成整个固定过程，如此通过递归方式建立各个模糊度的搜索边界，当第i+1个模糊度被固定成功，就开始搜索固定第i个模糊度的界限：最后，通过整数逆变换得到星间差分窄巷模糊度的固定解。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据所述宽巷模糊度固定解和所述窄巷模糊度固定解获取无电离层模糊度固定解，将所述无电离层模糊度固定解作为卡尔曼滤波参数再次进行量测更新，得到需要定位的物体的位置和速度的固定解，包括：当窄巷模糊度固定结果多次成功固定且固定数值不变时，开始固定最终载波相位模糊度，表示为：将无电离层模糊度固定解作为卡尔曼滤波参数，再次进行量测更新，得到需要定位的物体的位置和速度的固定解，并提供给下一个历元使用。