一種高精度gnss偽距單點定位的互差中值加權定位方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及GNSS(Global化vigation Satellite System,全球衛星導航系統）偽 距單點定位領域，特別是一種高精度GNSS偽距單點定位的互差中值加權定位方法。
【背景技術】
[000引 目前，GNSS偽距單點定位普遍采用WLS (Wei曲ted Least Square,加權最小二乘） 定位方法來提高定位精度。常用的WLS方法有基于衛星高度角的WLS方法、基于衛星測量誤 差方差的WLS方法。基于衛星高度角的WLS方法需要實時解算衛星的高度角，然后依據高 度角大小調整衛星參與解算用戶接收機位置的權重，該方法對可視衛星的高度角有要求； 而基于衛星測量誤差方差的WLS方法需要根據一段數據對衛星測量誤差方差進行求解，然 后依據衛星測量誤差方差的倒數進行權值的設定，該方法不適合單歷元實時解算。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種高精度GNSS偽距單點定位的互 差中值加權定位方法，該方法定位精度高，具有良好的抗多徑性能、適合單歷元解算，能改 善用戶接收機的定位性能。
[0004] 實現本發明目的的技術方案：
[0005] -種高精度GNSS偽距單點定位的互差中值加權定位方法，包括如下步驟：
[0006] (1)得到所有可視衛星的偽距修正值；
[0007] (2)根據迭代初始值，扣除站星距、接收機鐘差得到所有可視衛星的偽距誤差；
[0008] (3)對所有可視衛星的偽距誤差排序，求偽距誤差的中值；
[0009] (4) W中值為基準，與所有可視衛星進行星間求差，得到相對偽距誤差，即互差，W 互差的絕對值倒數作為權值構造定位誤差方程的加權對角陣；
[0010] (5)利用加權對角陣，根據加權最小二乘法求解用戶接收機的位置坐標。
[0011] 步驟（1)中：對同一歷元時刻所有可視衛星的偽距，即碼相位觀測值A進行預處 理，扣除對流層延遲誤差、電離層延遲誤差、衛星鐘差引起的時間延遲誤差和相對論效應引 起的誤差、硬件通道延遲誤差，得到修正后的偽距Pl。
[0012] 步驟（2)中；根據（X。，y。，Z。，δ t)的迭代初始值（X。，y。，Z。，B。），計算所有可視衛星 修正后偽距的偽距誤差A Pi，
[001引其中（Xi，yi，Zi)為衛星在ECEF坐標系中的坐標，i為可視衛星編號，（i = 0, 1，. . .，η)，（X。，y。，Z。）指的是接收機在ECEF坐標系中的坐標，δ t表示接收機鐘差引起的 時間延遲。
[0014] 步驟做中；對所有可視衛星修正后偽距的偽距誤差Δ 排序，得到中間值 Δ P mid。
[001引定義數組Δρ=[ΔΡι Δ Ρ 2 ... ΔΡη],對數組Δ Ρ升序排歹Ij后得至Ij Δ P。,。，即
mid = fix ((n+1) /? 令，其中 fix (.)是取整函 數，取數組 Δ P aw 中間值 Δ P mid = Δ P ase (mid)。
[001引步驟（4)中；W A Pmid作為中值，W中值為基準，與其他各衛星Δ Pi進行星間求 差，得到相對偽距誤差，即互差，W互差的絕對值倒數作為權值構造定位誤差方程的加權對 角陣ω
[0017]
[001引因為I Δ Ρ 1-Δ Ρ midl中會出現一個為0的數，設為α mid = I Δ Ρ 1-Δ Ρ midl = 0， 取 α mid 二 0. 001。
[0019] 步驟巧）中；采用加權最小二乘法解算得到定位結果，其基本原理可表述為
[0020] Δχ =肚〇3巧 Κω Δ P
[0021] 其中Η表示方向余弦陣，ω為加權對角陣，Δ Ρ表示衛星的偽距誤差向量，Δχ = [Δ X。，Δ y。，Δ Ζ。，Δ δ J ' 為（X。，y。，Ζ。，δ t) ' 的迭代更新量，令 X。= χ0+ Δ X。，y。= y0+ Δ y。， z0 = z0+ Δ z。，B。= B0+ Δ δ t，重復步驟（3)、（4)、巧），直到 Δ X。，Δ y。，Δ z。足夠小，此時解 算出來的值即為用戶接收機的位置坐標和接收機鐘差應為；Χμ =XD+AXu，yu =ye+Ayu，Zu =ζ0+Δζυ，Β0 = Β0+Δ δ t。
[0022] 該方法根據衛星的偽距誤差構造定位誤差方程的加權對角陣，它能夠有效提高定 位精度且適合單歷元實時解算。
[0023] 本發明的有益效果是；（1)在衛星定位中，與最小二乘方法相比，互差中值加權定 位方法能使定位精度提高30% W上。（2)該方法具有良好的抗多徑性能、適合單歷元解算 等優點，可推廣應用于用戶接收機定位性能改善。
【附圖說明】
[0024] 圖 1 ;MDMWLS 算法（Mu1:ual Difference Median Wei曲ted Least Squares,互差 中值加權算法）與LS化east Square,最小二乘法）算法定位精度對比圖；
[00巧]圖2 ;MDMWLS算法與基于衛星測量誤差方差加權的WLS算法定位精度對比圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合實施例和附圖對本
【發明內容】
作進一步描述，但不是對本發明的限定。
[0027] 實施例：
[0028] -種高精度GNSS偽距單點定位的互差中值加權定位方法，包括如下步驟：
[0029] (1)得到所有可視衛星的偽距修正值：
[0030] 對同一歷元時刻所有可視衛星的偽距，即碼相位觀測值&進行預處理，扣除對流 層延遲誤差、電離層延遲誤差、衛星鐘差引起的時間延遲誤差和相對論效應引起的誤差、硬 件通道延遲誤差，得到修正后的偽距P 1 ;
[0031] (2)根據迭代初始值，扣除站星距、接收機鐘差得到所有可視衛星的偽距誤差：
[0032] 根據（X。，y。，Z。，δ t)的迭代初始值（X。，y。，Z。，B。），計算所有可視衛星修正后偽距的 偽距誤差
其中（Xi，yi，zi)為衛星 在ECEF坐標系中的坐標，i為可視衛星編號α = 0, 1，. . .，η)，（X。，y。，Z。）指的是接收機在 ECEF坐標系中的坐標，δ t表示接收機鐘差引起的時間延遲。
[003引順序推理：
[0034] 偽距的觀測方程為：
[0035]
[003引 （1)式中（i = 1，2,. . . η, η > 4);巧為第i顆衛星的測碼偽距觀測值；（Xi, y;，Zi) 為第i顆衛星的ECEF坐標，（X。，y。，z。）為待求的接收機的ECEF坐標；c為光速；δ t為接收 機鐘差引起的時間延遲；為衛星鐘差引起的時間延遲；tgd為硬件通道時間延遲；F為 電離層延遲誤差；Γ為對流層延遲誤差；為多路徑效應誤差；試,為相對論效應引起的 誤差；ε。_。為接收機噪聲誤差；姑，W為其它隨機誤差。其中緝、：gL可W利用星歷參數進 行修正，I\r可W通過數學模型建模和星歷參數修正。假設《、喊,:、I\r完全修正，令
則偽距方程可W簡化為
[0039] 設（X。，y。，Z。，δ t)的迭代初始值（X。，y。，Z。，B。)，計算所有可視衛星的偽距偏差量 A P
首先分析一下Δ P i的組成成分， 其中
為線性化點相對應的偽距值，它會隨著迭代的進行而變 化，Pi為修正后的偽距值，它是不變的，盡管在實際情況中修正不完全，包含了一些誤 差，包括多路徑效應誤差、接收機觀測噪聲誤差、還有沒有修正完全的電離層與對流層誤差 及沒有修正完全的衛星軌道誤差等，但送些誤差相對來說是一個極小的量，郝么是 指第i顆衛星與用戶實際位置相對應的含有較小誤差的偽距值，郝么Δ P 1是指第i顆衛 星與接收機實際位置相對應的含有較小誤差偽距值與線性化點的相對應偽距值之間的偏 差；
[0040] (3)對所有可視衛星的偽距誤差排序，求偽距誤差的中值：
[0041] 對所有可視衛星修正后偽距的偽距誤差Δ 排序，得到中間