组合GPSGLONASS加权伪距相对定位方法.pdf

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1、第5期矿山测量NO．52012年l0月MINESURVEYING0et．20l2doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2012．05．013组合GPS／GLONASS加权伪距相对定位方法水王福丽‘一，成英燕，王潜心，韦铖(1．中国测绘科学研究院，北京100830；2．山东科技大学测绘学院，山东青岛266510)摘要：GPS与GLONASS系统的组合应用有利于提高相对定位的精度及稳定性。正确合理的确定观测值的权是GPS／GLONASS组合定位中的一个关键技术问题。文中讨论了GPS／GLONASS伪距相对定位的函数模型和随机模型。并以GPS／GLON

2、ASS的实测数据为例进行了实验，结果表明：组合定位精度优于单系统定位；赫尔默特方差分量估计定权理论上严格，实践上可行，比根据经验给GPS／GLONASS组合观测量值定权更合理。关键词：相对定位；GPS／GLONASS；组合定位；赫尔默特方差分量估计；中图分类号：P228文献标识码；B文章编号：1001—358X(2012)05—0037—05对于不同的GNSS系统，由于它们采用的扩频码或多台流动站接收机组成，基准站接收机安置在已各不相同，码率也各不相同，所以系统之间的伪距观知坐标点上。基准站接收机和流动站接收机同时接测值精度也不同，根据最佳信号估计理论，对于不同收来

3、自相同卫星的导航定位信号，基准站测得的伪强度的信号的伪距信息进行不同加权。而观测值权距与该点到卫星的已知距离进行比较，便可获得伪表示每个观测值对整个解的贡献大小，例如对于噪距观测量的改正值]。具体数学函数模型如下：声大的观测值赋予小的权，对于低噪声观测值赋予非线性化的伪距观测方程为：大的权，当权矩阵等于观测值的方差一协方差的逆P=r+ct一+0i(1)阵时，权选择最优，此时相对权之间的平衡使得解可线性化后的伪距原始观测方程为：得最好的精度。可见，适当地选择观测值权矩阵对1于平差和检测GPS／GLONASS数据是很重要的。然=[zmini]I6iJl+ct+ct+rO

4、-p+Oi而，组合GPS／GLONASS相对定位时，由于二者观测值分别来自于两个不同系统，其精度各不相同，往往(2)对确定权矩阵所基于的GPS和GLONASS观测值的式中：i表示历元号；p表示卫星号；t表示接收噪声特性了解不多，很难适当地确定权矩阵，通常赋机钟差；t表示卫星钟差；r为测站到卫星的距离；r0予一个简单的权阵比如单位阵，这样可能会对为测站到卫星的近似距离；p为伪距观测量；0为各复杂的数据噪声过于简单化。因此，将使得最小二项误差。乘解失去它的最小方差性质，导致不合理的定位结根据基准站的已知坐标和卫星星历，可以精确果。为了得到好的组合定位结果，应当尽可能正确

5、算得卫星到观测站真实距离。所以可以求出由于卫地确定观测值的权。文中根据GPS／GLONASS一天星轨道、大气折射、卫星钟差、接收机钟差等造成的的所有观测数据进行方差分量估计，确定整体解算伪距观测量误差的改正数△p组合定位结果，并通过实例说明该方法的可行性。△p=r-p=～c(t一t)一0(3)1理论模型当流动站与基准站相距在一定距离范围之内时(100km以内)，在常规相对定位中一般认为有关误2．1GPS／GLONASS组合伪距相对定位模型差源对流动站伪距观测值的影响与对基准站的是一伪距相对定位系统由一台基准站接收机和一台致的；用基准站的伪距改正数改正流动站的伪距值，

6、可以消除或削弱大部分误差，相应的流动站定位的基金项目国家测绘地理信息局对地观测技术重点实验室开放基金(K201104)；地心坐标系维护与推广应用lA1201)；卫墨连续运行站观测方程为：数据处理(A1928}。37第5期矿山测量2012年1O月i]NASS观测量中存在的误差主要包括对流层折射误p_(z。mini]l6J+cat+，()一p～ip+0差、电离层折射误差、轨道误差及多路径效应等误差。对于不同的观测卫星，这些误差的影响是不同(4)的，从这些卫星得到的观测量的噪声也是不同的，因此来自不同卫星的GPS／GLONASS观测量的精度是式中：P：=P+为修正后的伪距

7、观测值。不同的。而且在实际的观测中，这些观测值不但存实时伪距差分中，由于差分改正信息播发的时间延在着交互相关，而且由于大气和多路径效应的影响迟，历元时刻流动站所能得到的伪距改正信息是某随时间缓慢变化，观测值也可能存在着时间相关。个历_元上的。为了计算当前历元上的伪距改正数，因此，等方差模型将使得最小二乘解失去它的最小基准站在发射伪距改正数的同时，还应发射伪距改方差性质，导致不合理的定位结果。正数的变化率△p那么历元i的伪距改正数为：1．3赫尔默特方差分量估计定权法Ap=△p一k+Ap(t．一ti—k)(5)所谓随机模型的精化，实质上是要找到权的合根据式(4)观测