RTKLIB中RTK定位原理(一)

1 模型

1.1 非差观测值

非差观测值与RTKLIB中PPP定位原理——观测模型部分中一致。

1.2 单间单差观测值

 若两个接收机距离较近,经过站间单差,电离层对流层延迟可消除,卫星s的钟差以及初始相位被消除,中依然包含接收机初始相位。

 1.3 站间星间双差观测值

 经过站间星间双差,接收机钟差及初始相位被消除。

2 EKF参数估计

2.1 EKF法则

EKF法则与RTKLIB中PPP定位原理——观测模型部分中一致。

2.2 状态变量与时间更新

(1)状态变量

在RTK中,状态变量设置如下(以三频观测值为例):

 

 其中为接收机位置和速度,为i频接收机间单差(SD)载波相位偏差。RTKLIB中使用SD载波偏差来代替DD载波偏差作为状态参数,以避免参考星变化后的交接问题。

 (2)时间更新

在RTKLIB中,接收机位置有Kinematic、Static以及Moving Base三种更新模式,载波相位偏差值(模糊度)有Instantaneous,Continuous以及Fix and Hold三种更新模式,不同模式对应的状态转移矩阵及状态转移噪声矩阵存在一定差异,在不考虑接收机动力学模型的情况下,有

 RTKLIB中RTK定位原理(一)_第1张图片

 其中:

对于Static模式,即直接继承上一时刻的定位解与P矩阵;

对于KinematicMoving Base模式,,不继承上一时刻的定位解,直接利用当前时刻单点定位解算值对状态变量进行初始化,P矩阵赋予一个较大值。此外,对于Moving Base模式,每个历元均对基准站位置进行初始化,赋SPP定位结果。

Instantaneous模式下。这种模式下,每一个历元的载波相位偏差值均重新初始化,用伪距和载波观测值粗略估计的偏差值进行赋值,P矩阵赋予较大值。

Continuous模式下,,但\sigma _{bias}^2通常为很小的值,约等于零矩阵。在这种模式下,继承上一时刻的浮点解与浮点解P矩阵(定位解也继承浮点解),且在所继承的载波相位偏差状态量上加上offset(当前时刻所有偏差量与所继承载波相位偏差量之差)的均值作为其预测值。

Fix and Hold模式下,约等于零矩阵。此模式下,继承的是上一时刻根据双差模糊度固定解更新的状态变量与方差阵(包括定位解与单差模糊度),同样在所继承的载波相位偏差状态量上加上offset(当前时刻所有偏差量与所继承载波相位偏差量之差)的均值作为其预测值。

此外,若对某个观测值探测出周跳,对相应的载波相位偏差量重新初始化,用伪距和载波观测值粗略估计的偏差值进行赋值,对应的P矩阵中元素赋予较大值。

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