GNSS接收机定时解计算方法、装置、设备及存储介质

1.一种GNSS接收机定时解计算方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：获取观测卫星的状态量、观测量和异常向量；根据所述状态量、观测量、异常向量、状态转移矩阵、系数矩阵及观测矩阵建立GNSS接收机的状态方程与观测方程；利用所述GNSS接收机的状态方程与观测方程以及多个估计向量构建闭环观测器模型；步骤2：对所述闭环观测器模型进行初始化，根据先验知识计算所有矩阵的值；所述所有矩阵包括状态转移矩阵、系数矩阵、观测矩阵和常数矩阵；步骤3：根据系统稳定性条件建立待求解的多个正定矩阵和实矩阵的矩阵不等式，将状态转移矩阵的值和观测矩阵的值代入所述矩阵不等式中求得正定矩阵和实矩阵的值；利用所述正定矩阵和实矩阵的值计算得到反馈增益矩阵的值；将所述反馈增益矩阵的值代入所述闭环观测器模型计算得到各个卫星的观测量；步骤4：根据预先设置的判定标准检测所有卫星的观测量是否正常，如果存在正常的可用卫星，排除异常卫星后转至步骤9；否则执行步骤5；步骤5：判断是否首次所有卫星出现异常，如果是则执行步骤6，如果不是则转至步骤8；步骤6：计算前一历元各通道计算的定时解与观测器估计的定时解之间的偏差；步骤7：对异常向量的历史解算值进行低通滤波，得到滤除噪声后的数据集合；根据滤除噪声后的数据集合拟合接收机本地时钟的频率漂移；步骤8：在所有异常通道被用于计算定时解之前，对各通道观测量进行校正；步骤9：根据异常校正后的通道估计状态量与异常向量后执行步骤4进行观测量判断，如果没有正常的可用卫星，转至步骤11；否则执行步骤10；步骤10：根据步骤9得到状态量与异常向量作差计算得到的定时解状态量作为当前历元的定时解结果，并转至步骤4进行下一历元的计算；步骤11：根据频率漂移校正状态量和观测量，得到校正后的状态量和观测量；步骤12：将步骤11中的校正后的状态量作为定时解计算结果，并转至步骤4进行下一历元的计算。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述GNSS接收机的状态方程与观测方程以及多个估计向量构建闭环观测器模型，包括：利用所述GNSS接收机的状态方程与观测方程以及多个估计向量构建闭环观测器模型为其中，x m ＝x-d表示修正的定时解状态量；x＝[t u ,f u ] T 为状态量，t u 和f u 分别表示钟差和钟漂； 为观测量，ρ n 和 分别表示第n颗卫星的伪距和伪距率，N为观测到的卫星数；d＝[d 1 ,d 2 ] T 为异常向量， 是x m 的估计向量； 是观测量y的估计向量； 是异常量d的估计向量； 和 表示反馈增益矩阵，A表示状态转移矩阵，B 2 表示系数矩阵，C表示观测矩阵，c l 表示常数矩阵。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据先验知识计算所有矩阵的值，包括：根据先验知识计算所有矩阵的值为其中，A表示状态转移矩阵，B 2 表示系数矩阵，C表示观测矩阵，c l 表示常数矩阵，k表示当前历元，c表示光速，T s 表示离散化步长， 和f s n 分别表示根据星历计算得到的卫星位置、速度、卫星钟差和钟漂；p u 和v u 分别表示接收机的位置和速度，为先验信息， 为初始化异常向量、 为修正的状态量， 为观测量 N为观测到的卫星数。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据系统稳定性条件建立待求解的多个正定矩阵和实矩阵的矩阵不等式，将状态转移矩阵的值和观测矩阵的值代入所述矩阵不等式中求得正定矩阵和实矩阵的值；利用所述正定矩阵和实矩阵的值构建反馈增益矩阵，包括：根据系统稳定性条件建立待求解的多个正定矩阵和实矩阵的矩阵不等式为{P,Q,M}＝{P T ,Q T ,M T }＞0其中，A表示状态转移矩阵，C表示观测矩阵，G、P、Q表示不同的正定矩阵，M表示实矩阵，上标T表示转置运算；利用所述正定矩阵和实矩阵的值构建反馈增益矩阵L和Γ为 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对各通道观测量校正的过程包括：根据前一历元各通道计算的定时解与观测器估计的定时解之间的偏差对各通道观测量进行校正，得到校正后的观测量为其中， 表示前一历元各通道计算的定时解与观测器估计的定时解之间的偏差，k表示当前历元，k 0 表示所有通道异常的前一历元，y n (k)表示当前通道的观测量。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据频率漂移校正状态量和观测量，得到校正后的状态量和观测量的过程包括：通过下式扣除频率漂移的影响：其中， 和 分别是步骤9中估计得到的钟差和钟漂异常量，f drift 表示频率漂移，T s 表示离散化步长；然后根据下式计算累计的异常向量 其形式为： 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从 和 中减去 得到校正后的状态量 和观测量 其中， 表示估计的状态量， 表示估计的观测量。 8.一种GNSS接收机定时解计算装置，其特征在于，所述装置包括：构建闭环观测器模型模块，用于获取观测卫星的状态量、观测量和异常向量；根据所述状态量、观测量、异常向量、状态转移矩阵、系数矩阵及观测矩阵建立GNSS接收机的状态方程与观测方程；利用所述GNSS接收机的状态方程与观测方程以及多个估计向量构建闭环观测器模型；观测量计算模块，用于对所述闭环观测器模型进行初始化，根据先验知识计算所有矩阵的值；所述所有矩阵包括状态转移矩阵、系数矩阵、观测矩阵和常数矩阵；根据系统稳定性条件建立待求解的多个正定矩阵和实矩阵的矩阵不等式，将状态转移矩阵的值和观测矩阵的值代入所述矩阵不等式中求得正定矩阵和实矩阵的值；利用所述正定矩阵和实矩阵的值计算得到反馈增益矩阵的值；将所述反馈增益矩阵的值代入所述闭环观测器模型计算得到各个卫星的观测量；定时解计算模块，用于步骤4：根据预先设置的判定标准检测所有卫星的观测量是否正常，如果存在正常的可用卫星，排除异常卫星后转至步骤9；否则执行步骤5；步骤5：判断是否首次所有卫星出现异常，如果是则执行步骤6，如果不是则转至步骤8；步骤6：计算前一历元各通道计算的定时解与观测器估计的定时解之间的偏差；步骤7：对异常向量的历史解算值进行低通滤波，得到滤除噪声后的数据集合；根据滤除噪声后的数据集合拟合接收机本地时钟的频率漂移；步骤8：在所有异常通道被用于计算定时解之前，对各通道观测量进行校正；步骤9：根据异常校正后的通道估计状态量与异常向量后执行步骤4进行观测量判断，如果没有正常的可用卫星，转至步骤11；否则执行步骤10；步骤10：根据步骤9得到状态量与异常向量作差计算得到的定时解状态量作为当前历元的定时解结果，并转至步骤4进行下一历元的计算；步骤11：根据频率漂移校正状态量和观测量，得到校正后的状态量和观测量；步骤12：将步骤11中的校正后的状态量作为定时解计算结果，并转至步骤4进行下一历元的计算。 9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。