一種基于半周模糊度的模糊度固定方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明主要涉及全球衛星導航定位系統GNSS接收機信號剛捕獲時的整周模糊度 的快速固定技術，尤其涉及一種基于半周模糊度的模糊度固定方法和系統。
【背景技術】
[0002] 目前，全球衛星導航定位系統（GNSS)由美國的GPS，俄羅斯的GLONASS，中國的 BeiDou以及歐盟的Galileo組成。隨著全球衛星定位技術的發展，厘米甚至毫米級的定位 精度需求也越來越迫切。GNSS RTK (Real-time kinematic實時動態差分法）技術仍然是獲 得厘米甚至是毫米級精度的最主要，最常用的定位技術，而RTK定位技術的關鍵點就在于 整周模糊度的固定。通過一定的搜索算法，將由最小二乘或者卡爾曼濾波估計的模糊度的 浮點解固定到原本的整數解，則可以發揮出載波相位觀測量毫米級精度的優勢，實現高精 度定位。因此，如何縮短RTK初始化的時間是很重要的。
[0003] 通常接收機對GNSS信號的載波跟蹤采用的是對180度相位（半周）跳變不敏感 的Costas環來實現的，因而在剛跟蹤到GNSS信號時，Costas環輸出的載波相位具有半周 不確定性。接收機需要在解得GNSS信號的同步頭之后，才能完成極性判斷，消除半周不確 定性，得到正常的載波相位觀測量。對于GPS信號而言，該過程一般需要6秒才能實現。而 這6秒的時間由于載波相位觀測量可能存在半周模糊度，傳統的算法建模無法實現整周模 糊度的固定，從而延長了 RTK初始化的時間，降低了 RTK的使用效率。因此，使得RTK在極 性判斷完成前，即使可能含有半周模糊度，也能夠實現模糊度的固定，是非常有必要的。
【發明內容】
[0004] 為了解決上述問題，本發明提出了一種基于半周模糊度的模糊度固定方法和系 統，能夠使得RTK在極性判斷完成前快速完成模糊度的固定，縮短了 RTK初始化的時間。
[0005] 為了達到上述目的，本發明提出了一種基于半周模糊度的模糊度固定方法，該方 法包括：
[0006] 基于預定的非差函數模型，建立雙差函數模型。
[0007] 對于建立的雙差函數模型進行半周模糊度求解，獲得具有能固定的整周雙差模糊 度向量的求解模型。
[0008] 根據求解模型實現整周模糊度的固定。
[0009] 優選地，預定的非差函數模型是指：
[0012] 其中，i表示頻點號；PJP L汾別表示i頻點的非差偽距和載波相位觀測量，單位 為米；P表示衛星到接收機的幾何距離；C為光速；dk和dt 3分別表示接收機鐘差和衛星鐘 差；T和I分別表示對流層延遲和電離層延遲；4和X ,分別表示頻率和波長；Njp I 別表示載波相位觀測中的整周向量部分和非整周向量部分，當L存在時，I i等于0.5 ;Vi 和^表示偽距和載波相位觀測噪聲。
[0013] 優選地，雙差函數模型是指：
[0016] 其中，A▽表不雙差符號。
[0017] 優選地，對于建立的雙差函數模型進行半周模糊度求解包括：
[0018] 對雙差函數模型重新建立以下計算函數模型：
[0020] 其中，AVA表示極性判斷完成前的載波相位觀測量；(△▽M + 0.5)表示含有的半周 雙差模糊度向量。
[0021] 優選地，獲得具有能固定的整周雙差模糊度向量的求解模型包括：
[0022] 將計算函數模型中的半周雙差模糊度向量(△▽#,+ 〇.5)乘以2,獲得整周向量 (2* AVNi +1)，到使半周雙差模糊度向量變為整周向量，獲得具有整周雙差模糊度向量的 求解模型。
[0023] 優選地，求解模型是指：
[0025] 其中，
為能固定的整周雙差模糊度向量。
[0026] 優選地，根據求解模型實現整周模糊度的固定包括：
[0027] 對求解模型進行最小二乘估計或卡爾曼濾波估計，獲得整周雙差模糊度向量的浮 點解及浮點解的方差與協方差陣。
[0028] 采用LAMBDA或者MLAMBDA算法搜索整周雙差模糊度向量及整周雙差模糊度向量 的浮點解，并對整周雙差模糊度向量的浮點解及浮點解的方差與協方差陣進行整周模糊度 的固定。
[0029] 優選地，采用LAMBDA或者MLAMBDA算法搜索整周雙差模糊度向量及整周雙差模糊 度向量的浮點解包括：通過下述目標函數搜索整周雙差模糊度向量及整周雙差模糊度向量 的浮點解：
[0031] 其中，等號右邊的min表示使等號左邊最小；AVf和AV/；分別表示待搜索的整周 雙差模糊度向量和整周雙差模糊度向量的浮點解；QXi表示浮點解的方差與協方差陣；T表 示對該向量求轉置。
[0032] 本發明還提出一種基于半周模糊度的模糊度固定系統，該系統包括：第一模型構 建模塊、第二模型構建模塊和固定模塊。
[0033] 第一模型構建模塊，用于基于預定的非差函數模型，建立雙差函數模型。
[0034] 第二模型構建模塊，用于對于建立的雙差函數模型進行半周模糊度求解，獲得具 有能固定的整周雙差模糊度向量的求解模型。
[0035] 固定模塊，用于根據求解模型實現整周模糊度的固定。
[0036] 優選地，預定的非差函數模型是指：
[0039] 其中，i表示頻點號；PJP L汾別表示i頻點的非差偽距和載波相位觀測量，單位 為米；P表示衛星到接收機的幾何距離；c為光速；dk和dt 3分別表示接收機鐘差和衛星鐘 差；T和I分別表示對流層延遲和電離層延遲；&和X ,分別表示頻率和波長；NJP | 別表示載波相位觀測中的整周向量部分和非整周向量部分，當L存在時，I i等于0.5 ;Vi 和^表示偽距和載波相位觀測噪聲。
[0040] 優選地，雙差函數模型是指：
[0043] 其中，AV表不雙差符號。
[0044] 優選地，對于建立的雙差函數模型進行半周模糊度求解是指：
[0045] 對雙差函數模型重新建立以下函數模型：
[0047] 其中，AVI,表示極性判斷完成前的載波相位觀測量；（AViv^as)表示含有的半 周雙差模糊度向量。
[0048] 優選地，第二模型構建模塊獲得具有能固定的整周雙差模糊度向量的求解模型是 指：
[0049] 第二模型構建模塊將計算函數模型中的半周雙差模糊度向量(AViV,+ 0.5)乘以2， 獲得整周向量(2*AVN1 + 1)，使半周雙差模糊度向量變為整周向量，獲得具有整周雙差模糊 度向量的求解模型。
[0050] 優選地，求解模型是指：
[0052] 其中，
為能固定的整周雙差模糊度向量。
[0053] 優選地，固定模塊根據求解模型實現整周模糊度的固定是指：
[0054] 對求解模型進行最小二乘估計或卡爾曼濾波估計，獲得整周雙差模糊度向量的浮 點解及浮點解的方差與協方差陣。
[0055] 采用LAMBDA或者MLAMBDA算法搜索整周雙差模糊度向量及整周雙差模糊度向量 的浮點解，并對整周雙差模糊度向量的浮點解及浮點解的方差與協方差陣進行整周模糊度 的固定。
[0056] 優選地，固定模塊采用LAMBDA或者MLAMBDA算法搜索整周雙差模糊度向量及其整 周雙差模糊度向量的浮點解是指：固定模塊通過下述目標函數搜索整周雙差模糊度向量及 整周雙差模糊度向量的浮點解：
[0058] 其中，等號右邊的min表示使等號左邊最小；AVf和AVg分別表示待搜索的整周 雙差模糊度向量和整周雙差模糊度向量的浮點解，Q、表示浮點解的方差與協方差陣；T表 示對該向量求轉置。
[0059] 與現有技術相比，本發明包括：基于預定的非差函數模型，建立雙差函數模型。對 于建立的雙差函數模型進行半周模糊度求解，獲得具有能固定的整周雙差模糊度向量的求 解模型。根據求解模型實現整周模糊度的固定。通過本發明的方案，能夠使得RTK在極性 判斷完成前快速完成模糊度的固定，縮短了RTK初始化的時間。
【附圖說明】
[0060] 下面對本發明