本發(fā)明涉及北斗定位，具體涉及一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法。

背景技術：

1、隨著現(xiàn)代化產業(yè)中導航與位置服務的廣泛應用，其對定位服務的全天候高穩(wěn)定高可靠也提出嚴格要求。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)廣泛應用于我國經(jīng)濟建設與居民生活，在國民生產中發(fā)揮著重要作用。當衛(wèi)星信號受到環(huán)境干擾導致衛(wèi)星觀測值質量下降，可用衛(wèi)星不能得到有效保證。慣性導航的定位信息不受環(huán)境干擾，但誤差隨時間積累，因此慣性導航系統(tǒng)不能長時間保持高精度結果輸出。衛(wèi)星導航系統(tǒng)和慣性導航系統(tǒng)在一定程度上可實現(xiàn)優(yōu)勢互補，為目前較優(yōu)的組合導航方案。

2、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由geo（地球同步軌道衛(wèi)星）、igso（傾斜地球同步軌道衛(wèi)星）與meo（中圓地球軌道衛(wèi)星）構成混合星座，不同星座觀測值與高度角隨機模型的相關程度存在差異。

3、在bds/imu緊組合過程中，如果混合星座使用同一種高度角隨機模型參數(shù)，則不能真實的反應觀測值精度，對緊組合濾波器收斂速度與定位精度都將產生影響。

4、同時，由于外界觀測環(huán)境干擾，多路徑誤差會影響偽距觀測值精度。在緊組合濾波過程中，如果異常的偽距觀測值未被探測，并參與到濾波量測更新中，可能會導致組合定位精度下降甚至引發(fā)組合濾波異常。因此，異常的偽距觀測值參與到bds/imu緊組合濾波解算中將對系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性產生極大的影響。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明要解決的問題是提供一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，能夠提高bds/imu緊組定位系統(tǒng)的定位可靠性與穩(wěn)定性。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，包括，構建噪聲矩陣r，依據(jù)衛(wèi)星觀測信號區(qū)分衛(wèi)星并構建異構星座模型，計算出異構星座模型的標準差，通過誤差傳播定律和標準差計算偽距觀測值標準差，基于標準差構建噪聲矩陣r；

3、構建抗差因子，獲取北斗偽距觀測值和慣導位置觀測值，通過慣導位置觀測值輔助獲取北斗的偽距觀測值殘差，依據(jù)偽距觀測值殘差構建抗差因子；

4、組合濾波，依據(jù)噪聲矩陣r和抗差因子構建等價協(xié)方差陣，基于等價協(xié)方差陣進行組合濾波解算，獲取組合導航結果。

5、進一步的，所述標準差公式：

6、，

7、，

8、其中，表示異構星座因子，e表示衛(wèi)星高度角，，，，表示噪聲因子，表示載噪比，表示geo衛(wèi)星因子，表示igeo衛(wèi)星因子，表示meo衛(wèi)星因子，表示星座標識。

9、進一步的，所述噪聲矩陣r公式：

10、，

11、，

12、其中，表示電離層改正模型標準差，表示對流層改正模型標準差，表示碼偏差改正標準差，表示星歷標準差。

13、進一步的，所述抗差因子公式：

14、，

15、其中，和表示抗差系數(shù)，表示標準化殘差。

16、進一步的，所述標準化殘差公式：

17、，

18、其中：，為位置設計矩陣，，為單位矩陣，，，為偽距觀測值協(xié)方差矩陣，為慣導位置協(xié)方差矩陣，表示偽距觀測值殘差；

19、所述偽距觀測值殘差公式：

20、，

21、其中，由位置改正數(shù)，接收機鐘差改正數(shù)，接收機鐘漂改正數(shù)組成，，表示慣導預測的接收機天線位置至北斗可用觀測衛(wèi)星的距離，表示北斗接收機天線位置至北斗可用觀測衛(wèi)星的距離估值。

22、進一步的，所述等價協(xié)方差陣公式：

23、。

24、進一步的，所述濾波解算公式：

25、，

26、，

27、，

28、其中，表示濾波增益矩陣，表示狀態(tài)方差預測值，表示觀測系數(shù)矩陣，表示狀態(tài)方差估值，表示狀態(tài)預測值，表示狀態(tài)估值，表示觀測向量矩陣，表示單位矩陣。

29、進一步的，所述觀測向量矩陣公式：

30、，

31、，

32、其中，表示接收機偽距觀測值，表示慣導預測接收機天線位置至第i顆北斗衛(wèi)星的距離，表示電離層改正參數(shù)，表示對流層改正參數(shù)，表示真空光速，表示衛(wèi)星鐘差。

33、本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：

34、bds/imu緊組定位系統(tǒng)通過使用慣導采集陀螺加表數(shù)據(jù)與北斗接收機采集的偽距觀測值進行組合解算。針對北斗系統(tǒng)衛(wèi)星星座特性，建立北斗異構星座隨機模型。能夠更加精密的反饋出衛(wèi)星觀測值精度，提升組合導航系統(tǒng)精度與可靠性。

35、由于外界環(huán)境干擾，衛(wèi)星觀測值受多路徑誤差等影響，實際測試中偽距觀測值難免含有粗差。若異常的偽距觀測值未被探測，并參與到濾波量測更新中，可能會導致組合定位精度下降甚至引發(fā)組合濾波異常。依據(jù)異構星座模型計算出星座的噪聲矩陣r，通過慣導數(shù)據(jù)輔助計算衛(wèi)導的偽距觀測值殘差。依據(jù)偽距觀測值殘差構建抗差因子，噪聲矩陣r和抗差因子構建等價協(xié)方差陣，將等價協(xié)方差陣帶入濾波公式，進行濾波解算，可有效降低粗差觀測對組合系統(tǒng)的影響，提高bds/imu緊組定位系統(tǒng)的定位可靠性與穩(wěn)定性。

技術特征：

1.一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，其特征在于，包括，

2.根據(jù)權利要求1所述的一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，其特征在于，所述標準差公式：

3.根據(jù)權利要求1所述的一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，其特征在于，所述噪聲矩陣r公式：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，其特征在于，所述抗差因子公式：

5.根據(jù)權利要求4所述的一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，其特征在于，所述標準化殘差公式：

6.根據(jù)權利要求1所述的一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，其特征在于，所述等價協(xié)方差陣公式：

7.根據(jù)權利要求1所述的一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，其特征在于，所述濾波解算公式：

8.根據(jù)權利要求7所述的一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，其特征在于，所述觀測向量矩陣公式：

技術總結
本發(fā)明提供一種慣導輔助北斗異構星座偽距抗差方法，構建噪聲矩陣R，依據(jù)衛(wèi)星觀測信號區(qū)分衛(wèi)星并構建異構星座模型，計算出異構星座模型的標準差，通過誤差傳播定律和標準差計算偽距觀測值標準差，基于標準差構建噪聲矩陣R；構建抗差因子，獲取北斗偽距觀測值和慣導位置觀測值，通過慣導位置觀測值輔助獲取北斗的偽距觀測值殘差，依據(jù)偽距觀測值殘差構建抗差因子；組合濾波，依據(jù)噪聲矩陣R和抗差因子構建等價協(xié)方差陣，基于等價協(xié)方差陣進行組合濾波解算，獲取組合導航結果。本發(fā)明能夠提高BDS/IMU緊組定位系統(tǒng)的定位可靠性與穩(wěn)定性。

技術研發(fā)人員：程鑫,肖曉,胡慶,申小明,宋偉,劉閣旭
受保護的技術使用者：華芯拓遠（天津）科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6