一种gps整周模糊度的解算方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第1期海军航空工程学院学报Vl01．23No．12008年1月JournalofNavalAeronauticalandAstronauticalUniversityJan．2008文章编号：1673-1522(2008)01·0005-04一种GPS整周模糊度的解算方法林雪原，田淑荣，陈玉林。(海军航空：[：程学院电子信息：12程系；b，基础部；C．训练部，llI东炯台264001)摘要：初始整周模糊度的求解是利用GPS载波相位进行测量的关键问题，文中提出了一种GPS整周模糊度快速解算方法。该方法：首先，对双差观测方程中指

2、向卫星的方向阵进行QR分解；然后，通过比较仙计出的基线长度和真实的基线长度建立起整周模糊度初始搜索范同；最后，综合利用快速剔除不合理模糊度解的检验方法以得到最终的模糊度解。文中对所提出的算法进行了理论推导，并进行了基于实测数据的实验与分析。实验结果表明，该算法计算量小，快速7任确，适合整周模糊度的快速动态求解。关键词：OR分解；GPS双差观测方程；整周模糊度；载波相位测量中图分类号：U666．11；V249；TP273文献标志码：AGPS的定位方法可以分为伪距定位法与载波相式巾：=N。+Int(n)+F(n，)，N。为初始整周模糊位法¨·21，而GPS初始整周模糊度的解算是采用载

3、度，n为初始时刻到第i次载波相位测量时刻t时波相位对载体进行精密相对定位和测姿的关键问题的多普勒积分值，Int(n)表示n，的整周部分，F(n，)之一【3j。准确而快速地解算出整周模糊度，不仅能为n巾不足一周的分数部分；，f为GPS的Ll波段载波频率；C为光速；为测量瞬间接收机到用户够缩短定位时间，还能够保障相对定位的精度，这的距离；。为电离层延时等效距离误差；融为对于实现高精度的动态定位和姿态测量都是极其重要的引。目前，已有多种求解整周模糊度的方法’1，对流层延时等效距离误差；啦为卫星星历等效距离误差；聃为选择可用性等效距离误差；fvt为按观测过程中GPS接收机所处的状态来分，

4、可分为．卫星钟差引起的相位误差；为接收机钟差引起动态法和静态法，但这些方法求解模糊度的时间普。遍较长，在进行动态使用时往往不能满足实时要求。的相位误差；dp,．p为多路径等效距离误差；v为观本文提出了一种对双差观测方程中指向卫星的方向测噪声。阵进行QR分解，然后通过比较估计出的基线长度2GPS载波相位双差观测方程和真实的基线长度建立起整周模糊度初始搜索范围，最后综合利用快速剔除不合理模糊度解的检验甫式(1)，可对t时刻接收机i、对卫星P进方法以得到最终的模糊度解，可实现对模糊度的动行载波相位测量的观测方程做差，得：f，、态、实时求解，并进行了仿真和实测数据计算。结△9=币一=—p

5、1一果显示，该方法简单易行、计算量少、滤波收敛快，厂一屹)+(N。)+△v，(2)可快速正确计算出整周模糊度。式中：=Int(n)+(nf)；(Ⅳ0)=(Ⅳ0)一(Ⅳ0)；1GPS载波相位观测量=v一vo考虑GPS载波相位测量误差，则GPS载波相对于GPS卫星q，有类似于式(2)的一次差虚拟位测量方程为‘_。_】观测方程，在两颗卫星P和q间再次求差：：C一+融+‘十趴+)+D=△～△=一)一一)]+一十V，(I)(N⋯]P，+△，(3)收稿日期：2007．08．20作者简介：林雪原(1970一)，男，副教授，博上。维普资讯http://www.cqvip.com6海军航空工程学院

6、学报23卷式rfl：△1，：△1，一△1；D为x义莠』、拟观测；R，，：G(一Ⅳ)，(9)(～。：(Ⅳn)一(～。)为双差模糊度。R=(一Ⅳ)G一G一(一Ⅳ)。(10)}f1上式可见，GPS载波相位测量值经过双差后，对G进行QR分解I41：具有较强相天性的电离层延时误差、对流层延时误G=Q．R，(11)差、SA误差、星历误差、卫星钟差、接收机钟差式巾：Q为3x3维的正交矩阵，QQ=QQ：I；R等已被大大削弱或消除。载波相位经过双后的主为3x3维的上角矩阵，通过矩阵的初等变换，可要误差是多路径误差和接收机的测量噪声。使成为对角线的元素均为正数的上j角矩『j牛。设A、B为两GPS接收

7、机的天线，记f}1两个将QR分解的结果代入式(10)，整理得GPS天线决定的基线为e为基线r『l点指向卫R=(咖一)R一R一(一Ⅳ)。(12)星的单位矢量。rI=1于基线的长度远小于天线与GPS记S：R～，=一N。由于安装在载体上的卫星之间的距离，所以两天线指向GPS卫星的单位基线是事先测定的，所测定的基线长度巾必然包含矢量可看作相同，都等于e．．。则式(3)可表示为：着测量误差，假设≤R，于是DD=RJeP一：P十(～0)十△’Pq=(P，，一P)RJ+A(N0)十△v。(4)