【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種多頻北斗載波相位差分/INS組合定位方法
本專利技術(shù)屬于船舶/艦載機(jī)導(dǎo)航
，具體涉及一種多頻北斗載波相位差分/INS組合定位方法。
技術(shù)介紹
艦載機(jī)或直升機(jī)等在海上平臺(tái)的降落對(duì)于我國(guó)國(guó)防建設(shè)、海軍裝備研發(fā)和航母戰(zhàn)斗力形成等具有深遠(yuǎn)意義。為加強(qiáng)我國(guó)海上軍事力量，拓展海洋開發(fā)利用，亟需開展為海上高速移動(dòng)的載體提供高精度定位方法的研究。基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的載波相位差分定位技術(shù)以定位精度高、作用范圍廣和成本控制低等優(yōu)點(diǎn)成為有效實(shí)現(xiàn)海上載體定位的方法之一。該主要是利用一臺(tái)基準(zhǔn)站接收機(jī)對(duì)北斗衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并通過無線電傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)的將觀測(cè)數(shù)據(jù)及測(cè)站坐標(biāo)細(xì)膩些傳遞給移動(dòng)站，移動(dòng)站在接收衛(wèi)星導(dǎo)航和觀測(cè)信息的同時(shí)通過無線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站信息，根據(jù)相對(duì)定位原理實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度的定位。然而，以上技術(shù)在艦載機(jī)著艦等應(yīng)用背景下受到一定限制，主要包括衛(wèi)星信號(hào)被遮擋無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)定位，傳統(tǒng)載波相位差分模糊度解算方法如LAMBDA算法耗時(shí)多，無法實(shí)時(shí)解算高速飛行的載體坐標(biāo)。INS作為一種自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)，雖然其定位誤差會(huì)隨時(shí)間積累迅速增長(zhǎng)，但它不受外界干擾，信號(hào)無丟失，且短時(shí)精度較高，因此利用INS定位技術(shù)輔助北斗載波相位差分定位，是真正意義上提高定位連續(xù)性的關(guān)鍵所在。北斗衛(wèi)星播發(fā)三中頻率的信號(hào)，通過不同頻率信號(hào)的組合，可以構(gòu)建多種測(cè)量值的組合。寬巷測(cè)量值由于其波長(zhǎng)較長(zhǎng)，其整周模糊度比窄巷測(cè)量值的模糊度更容易求解，因此利用多頻觀測(cè)量組合構(gòu)建寬巷模糊度，然后沿著從最寬巷組合到最窄巷組合的順序快速求解模糊度參數(shù)是真...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種多頻北斗載波相位差分/INS組合定位方法，其特征在于，包括如下步驟：/n步驟1，移動(dòng)站通過海面無線電通信鏈路向差分基準(zhǔn)站廣播定位請(qǐng)求；/n步驟2，基準(zhǔn)站獲取移動(dòng)站的定位請(qǐng)求后，捕獲北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)播發(fā)的導(dǎo)航和觀測(cè)信息并編碼調(diào)制生成差分修正量，然后通過海面無線電通信鏈路向移動(dòng)站播發(fā)；/n步驟3，移動(dòng)站獲取基準(zhǔn)站差分修正量后，結(jié)合自身接收的北斗導(dǎo)航和觀測(cè)信息以及INS位置預(yù)測(cè)信息，構(gòu)建INS預(yù)測(cè)位置的載波相位和偽距站間星間雙差觀測(cè)模型和隨機(jī)模型；/n步驟4，在充分考慮電離層和對(duì)流層誤差的情況下，構(gòu)建超寬巷MW和寬巷觀測(cè)量，利用就近取整法實(shí)現(xiàn)模糊度的快速解算；/n步驟5，在超寬巷和寬巷模糊度的輔助下，基于消電離層-組合噪聲可約束的要求，構(gòu)建幾何相關(guān)約束模式下的窄巷模糊度解算模型；利用就近取整算法完成相對(duì)基線固定解的在航解算；/n步驟6，最后基于基準(zhǔn)站坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)站坐標(biāo)的精密解算并播發(fā)給基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站利用移動(dòng)站的定位信息引導(dǎo)移動(dòng)站的飛行。/n
【技術(shù)特征摘要】
1.一種多頻北斗載波相位差分/INS組合定位方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1，移動(dòng)站通過海面無線電通信鏈路向差分基準(zhǔn)站廣播定位請(qǐng)求；
步驟2，基準(zhǔn)站獲取移動(dòng)站的定位請(qǐng)求后，捕獲北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)播發(fā)的導(dǎo)航和觀測(cè)信息并編碼調(diào)制生成差分修正量，然后通過海面無線電通信鏈路向移動(dòng)站播發(fā)；
步驟3，移動(dòng)站獲取基準(zhǔn)站差分修正量后，結(jié)合自身接收的北斗導(dǎo)航和觀測(cè)信息以及INS位置預(yù)測(cè)信息，構(gòu)建INS預(yù)測(cè)位置的載波相位和偽距站間星間雙差觀測(cè)模型和隨機(jī)模型；
步驟4，在充分考慮電離層和對(duì)流層誤差的情況下，構(gòu)建超寬巷MW和寬巷觀測(cè)量，利用就近取整法實(shí)現(xiàn)模糊度的快速解算；
步驟5，在超寬巷和寬巷模糊度的輔助下，基于消電離層-組合噪聲可約束的要求，構(gòu)建幾何相關(guān)約束模式下的窄巷模糊度解算模型；利用就近取整算法完成相對(duì)基線固定解的在航解算；
步驟6，最后基于基準(zhǔn)站坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)站坐標(biāo)的精密解算并播發(fā)給基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站利用移動(dòng)站的定位信息引導(dǎo)移動(dòng)站的飛行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頻北斗載波相位差分/INS組合定位方法，其特征在于：移動(dòng)站獲取步驟2中基準(zhǔn)站播發(fā)的差分修正量后，結(jié)合自身接收的北斗導(dǎo)航和觀測(cè)信息以及INS位置預(yù)測(cè)信息，基于INS輔助的北斗多頻整周模糊度快速解算以及平滑補(bǔ)償北斗中斷定位的誤差傳播規(guī)律，構(gòu)建相對(duì)于INS預(yù)測(cè)位置的載波相位和偽距站間星間雙差觀測(cè)模型，
式中，Δ▽為兩次差分操作；p和φ分別為北斗衛(wèi)星偽距和載波相位觀測(cè)量；δx是航母艦體與艦載機(jī)兩端的相對(duì)位置誤差量；ρINS為根據(jù)上一次差分解算位置解算與INS預(yù)測(cè)位置疊加作用產(chǎn)生的測(cè)距概略計(jì)算值；h為雙差觀測(cè)幾何矩陣；N和ε分別代表雙差載波相位模糊度和觀測(cè)噪聲；
基于高度角加權(quán)理論和上述雙差模型的誤差傳播規(guī)律構(gòu)建雙差隨機(jī)模型，
σ(εφ)＝0.005(1+1/sin(θ))
σ(εp)＝0.5(1+1/sin(θ))
其中D和S分別表示雙差和單差轉(zhuǎn)化矩陣，θ表示衛(wèi)星的高度角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頻北斗載波相位差分/I...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李亮，程春，楊福鑫，劉媛媛，李慧，趙琳，李強(qiáng)，劉亞勇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：黑龍;23
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