CNMC与Hatch滤波方法比较及其在北斗相对定位中的精度分析

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1、常志巧等．中国科学：物理学力学天文学2015年第45卷第7期利用算术平均运算提取出码伪距的低频成分，利用2相位平滑伪距方法比较时间差分算子提取相位的高频成分，达到提高伪距2．1Hatch滤波数学模型观测量的精度[2】．文献[3】在Hatch滤波的基础上考虑不同伪距观测值对相位平滑伪距的影响不同，提出由于双频无电离层组合观测量消除了一阶电离了加权Hatch滤波，但文献【4]指出加权Hatch滤波需层延迟影响，所以相邻两个历元t¨，对卫星观要可靠的观测值方差，否则平滑效果不理想．Hatch测的相位平滑伪距计算公式为滤波方法是针对双频无电离层组合观测量进行平滑pJ)=pJ¨)+

2、¨(1)处理的，对于单频伪距若采用Hatch滤波方法，需要其中，△为前后历元问求差算子，为伪距无电离忽略历元间电离层延迟的差异，因此是一种发散的层组合，为相位无电离层组合．滤波，必须合理选择平滑时间窗口．WAAS(Wide处理多历元数据时，可采用Hatch滤波公式]：AreaAugmentationSystem)系统发展了一种采用CMC(Code．MinusCarrier)观测量来改正GPS伪距观J(=(。+(1_]((。)+△。)，(2)测多路径效应的方法[5]，有效改善了WAAS伪距观测量的精度．基于北斗卫星导航系统的特点，文献[6】【(t1)=(t1)．在WAAS的

3、基础上提出利用CNMC(CodeNoiseand不采用递推公式计算，Hatch相位平滑伪距可以MultipathCorrection)方法来实时削弱伪距多路径误改写为差，该方法消除伪距多路径误差的效果显著，定位解()=()+÷∑(()一Lie(tj))．(3)算精度得到提高『6]．CNMC算法利用双频相位组合计算每个历元的电离层延迟，达到消除相位和伪距文献[13]中假设码与相位观测值不相关，不同历电离层差异的影响同时平滑单频点伪距观测的目的．元同一类型的观测量之间也不相关，各历元的码观北斗卫星导航系统星座由GEO(Geostationary测值精度相同，不同历元相位观测值

4、精度也相同．根orbits)，IGSO(InclinedGeostationaryOrbits)，MEO据误差传播定律得出了Hatch滤波的双频无电离层组(MediumEarthOrbits)q~星组成，相关文献分析表明，合平滑伪距的方差为北斗卫星导航系统伪距所受多路径影响更为严重，个别站单频点的多径噪声峰一峰值超过4m【8】，对于㈤=引争⋯)，(4)GEO卫星，卫星相对于地面接收机的相对视运动速度慢，多径误差更严重，多径误差波动主要呈现低频其中，为Hatch滤波平滑后的伪距方差，为现象’ⅢJ，对于MEO和IGSO卫星伪距观测量存在由原始伪距无电离层组合观测量的方差，为原

5、始相卫星多路径引起的系统偏差，该系统偏差与不同接位无电离层组合观测量的方差，f为平滑历元个数．收机不相关，只与高度角和频率相关，从水平至天顶由上式进一步得出方向系统偏差的变化可达1m量级[11,12]．本文基于北斗伪距观测存在系统偏差的特性，[嚷(·(5)比较了双频Hatch滤波方法与CNMC方法多路径改由式(5)可以看出，如果相位平滑伪距的次数达正效果．首先从理论上推导双频Hatch滤波方法与到一定程度，则平滑伪距的精度与相位无电离层组CNMC方法的关系，从随机误差和系统误差两方面合相位观测值的精度相当．比较了其消弱伪距噪声和多路径效应的性能．由于短基线伪距相对定位观测

6、模型，能够消除几乎所有2．2CNMC相位平滑伪距数学模型与几何和空间传播相关的误差，相对定位结果只受CNMC(CodeNoiseandMultipathCorrection)算伪距多径和噪声的影响，因此，通过对北斗实测短基法，实现实时消弱伪距数据多路径误差[6]．该算法的线相位平滑伪距相对定位的试验分析，进行双频实质是一种相位平滑伪距算法，以B1频点的伪距观Hatch滤波方法与CNMC方法平滑多径和噪声的真测为例，说明相位平滑伪距的过程．在未发生周跳情实效果比较．况下，将相位组合模糊度、卫星和接收机通道时延等079508—24f>常志巧等．中国科学：物理学力学天文学201

7、5年第45卷第7期常数统一表示为一个常数偏差(?Bias，，通过解算律得出了CNMC平滑B1频点伪距的方差为CBias，，获得伪距多径误差．(re)=+62．(11)初始时刻，J，假设伪距多路径误差为零，常数偏差CBias．的初始值为a：(]+(]CBiasl(t1)=(t1)一厶(t1)++，(12)一，(＼‘～l(I)，一(＼f1)，)，，’(、6)／226一．其中，P为伪距观测值，L为以距离为单位的相位观测值，厂为频率，下标表示频点．当观测历元数趋向于无穷大时，CNMC平滑B1在未发生周跳情况下，随着历元累积，历元t时频