相对定位中整周模糊度确定方法

一、静态相对定位

1、待定参数法-经典方法

 (1)取整法
 (2)置信区间法

  •     XNi为模糊度的实数解
  •     mXNi=s0(QNiNi)1/2为该参数的中误差
  •     置信区间为[XNi- b·mXNi,XNi+ b·mXNi]
  •     b= xt(f,α/2),根据自由度(f=n-u)和置信水平(1-α),从t分布的数值表中查取。
  •     如: f=2500,1-α=99.9%, b =3.28
  •     整数解在置信区间之内。

 (3)模糊函数法

2、整数解 流程如下:

(1)求初始解

    确定基线向量的实数解和整周未知数的实数解

 (2)将整周模糊度固定为整数
 (3)求固定解

3、实数解

基线较长,误差相关性减弱,初始解的误差将随之增大,从而使模糊度参数很难固定,整数化的意义不大。

二、快速相对定位

走走停停和快速静态定位法是两种具有代表性的快速定位法。

1、走走停停法(Stop and Go)

(1)已知基线法

将已修复周跳、剔除粗差后的双差载波相位观测值组成法方程式,然后将已知的基线向量代入法方程式并求解模糊度参数,最后再用取整法或置信区间法将求得的实数模糊度固定为整数。

(2)交换天线法

2、快速静态定位法

(1)快速模糊度解算法(FARA)

1992年由FreiBeutler提出,在将模糊度组合代入法方程进行解算前先进行数理统计检验,把大量不合理的组合先剔除,大幅提高计算速度。

搜索候选模糊度

相对定位中整周模糊度确定方法_第1张图片

确定最优整数模糊度组合

相对定位中整周模糊度确定方法_第2张图片

对备选模糊度组合进行数理统计检验

相对定位中整周模糊度确定方法_第3张图片

确认最优解的三项统计检验:

将搜索出来的最优整数模糊度组合,代回原法方程式平差计算,得出基线向量解和方差阵。
1)基线向量的整数解和初始解的一致性检验。
2)整数解和初始解的单位权中误差的一致性检验。
3)整数解中最小单位权中误差与次最小单位权中误差间的显著性检验。

三、实时相对定位

1、初始化法

运动载体处于静止状态时与地面基准站一起通过“初始化”来确定整周模糊度,然后运动载体开始运动,进行定位。

 

2、实时解算模糊度的方法

(1)确定搜索区域

  • 坐标搜索法
  • 模糊度搜索法

(2)可采用的方法

  • 模糊度函数法
  • 最小二乘模糊度搜索法
  • FARA法
  • 快速模糊度搜索滤波法
  • LAMBDA法

重点介绍LAMBDA方法:

1993年由Teunissen提出,主要思路:

1、为降低模糊度参数之间的相关性而进行的多维整数变换;

2、在转换空间内进行模糊度搜索,再将结果转换回模糊度空间去,求得整数解。

该算法理论严密,搜索速度快、效果好,被广泛采用。

模糊度搜索域分类:

1、观测值域的搜索

2、坐标域的搜索

3、模糊度估值域的搜索

  • 模糊度最小二乘搜索法  LSAST-Least Squares Ambiguity Search Technique
  • 模糊度快速算法 FARA-Fast Ambiguity Resolution Approach
  • 模糊度快速滤波法  FASF-Fast Ambiguity Search Filter
  • 模糊度协方差优化分解算法 (优化Cholesky)
  • 模糊度最小二乘去相关平差法 LAMBDA

 1、整周模糊度求解步骤:

(1)标准最小二乘平差/Kalman 求基线和整周模糊度浮点解;

(2)整数最小二乘估计求整周模糊度固定解;

  • 整数去相关变换;
  • 整周模糊度搜索———采用的是序贯条件平差的方法。它是目标函数的矩阵分解;
  • Ratio检验;
  • 整数逆变换求原始模糊度的整数解;

(3)基线固定解

相对定位中整周模糊度确定方法_第4张图片

相对定位中整周模糊度确定方法_第5张图片

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 参考:

1、《GPS原理及其应用》

2、《GPS整周模糊度解算的LAMBDA法及程序实现》

 

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