一种伪距单点定位方法、装置、电子设备及存储介质与流程

专利2025-06-21  21


本发明涉及卫星导航,特别是涉及一种伪距单点定位方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术:

1、北斗卫星导航系统(beidou navigation satellite system,简称bds)是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统,是继美国全球卫星定位系统和俄罗斯全球卫星导航系统之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经具备区域导航、定位和授时能力。相关技术中在伪距单点定位的过程中仅考虑了大气层延迟等的影响,如此使得伪距单点定位的精度比较低。


技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种伪距单点定位方法,以提高伪距单点定位精度。具体技术方案如下:

2、第一方面,本发明实施例提供了一种伪距单点定位方法,应用于北斗卫星导航系统,包括:

3、获取观测文件以及改正文件,所述观测文件包括预设频点的实际伪距观测值,所述改正文件包括所述预设频点的差分码偏差;

4、基于所述预设频点的差分码偏差对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值;

5、基于所述修改后伪距观测值和所述卫星钟差,通过最小二乘法得到定位结果。

6、可选地,所述预设频点包括北斗卫星导航系统中的单频频点和/或双频组合,所述双频组合包括第一频点和第二频点。

7、可选地,所述基于所述预设频点的差分码偏差对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值,包括:

8、在所述预设频点包括单频频点的情况下,计算所述单频频点的实际伪距观测值与所述单频频点的差分码偏差的差值,得到单频频点对应的修改后伪距观测值。

9、可选地,所述基于所述预设频点的差分码偏差对针对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值,包括:

10、在所述预设频点包括双频组合的情况下,利用所述第一频点的实际伪距观测值和所述第二频点的实际伪距观测值,得到双频组合对应的实际伪距观测值,并基于所述双频组合对应的实际伪距观测值、所述第一频点的差分码偏差和所述第二频点的差分码偏差,得到所述双频组合对应的修改后伪距观测值。

11、可选地,所述利用所述第一频点的实际伪距观测值和所述第二频点的实际伪距观测值,得到双频组合对应的实际伪距观测值,包括:

12、计算所述第一频点的平方与所述第二频点的平方的比值,作为第一比值;

13、计算针对所述第一频点的实际伪距观测值与所述比值的乘积,作为第一乘积;

14、将针对所述第二频点的实际伪距观测值与所述第一乘积作差,得到第一差值;

15、将第一整数与所述第一比值作差,得到第二差值;

16、将所述第一差值与所述第二差值作商,得到所述双频组合对应的实际伪距观测值。

17、可选地,所述基于所述双频组合对应的实际伪距观测值、所述第一频点的差分码偏差和所述第二频点的差分码偏差,得到所述双频组合对应的修改后伪距观测值,包括:

18、将所述第一比值与所述第二差值作商,并将商值与所述第一频点的差分码偏差相乘,得到第二乘积;

19、将所述第二频点的差分码偏差与所述第二差值作商,得到第二比值;

20、将所述双频组合对应的实际伪距观测值与所述第二比值作差,并将得到的差值与所述第二乘积求和,得到所述双频组合对应的修改后伪距观测值。

21、可选地,所述单频频点包括北斗卫星导航系统中以下至少一个频点:b1i、b1c、b3i、b2a。

22、可选地,所述双频组合包括北斗卫星导航系统中b1i与b3i双频组合和/或b1c与b2a双频组合,在所述双频组合包括b1i与b3i双频组合的情况下,第一频点为b1i,第二频点为b3i;在所述双频组合包括b1c与b2a双频组合的情况下,第一频点为b1c,第二频点为b2a。

23、可选地,所述基于所述修改后伪距观测值和所述卫星钟差,通过最小二乘法得到定位结果,包括:

24、将针对于至少四个卫星的修改后伪距观测值以及各个卫星的卫星钟差,分别输入伪距观测方程

25、pi=ρ+c·δtr-c·(δts-τi)+ii+t+drel+εi,p

26、通过最小二乘法得到定位结果,其中,pi为频点i的理论伪距观测值;ρ为针对于一个卫星的修改后伪距观测值;c为光速;δtr为接收机r的接收机钟差;δts为卫星s的卫星钟差;τi为频点i相对于参考中心的时延;ii为频点i的电离层误差;t为对流层误差;drel为相对论效应改正;εi,p为其余伪距观测噪声总和。

27、可选地,在所述基于所述预设频点的实际伪距观测值和所述预设频点的差分码偏差,对针对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值之前,所述方法还包括:

28、若某一时刻同时观测到了n颗卫星,判断处于地影期的卫星有n1颗,并根据广播星历中的卫星健康状态判断字判定为不健康的卫星为n2;

29、确定有效卫星数量为n-n1-n2,从所述观测文件、广播星历以及改正文件中选择有效卫星对应的实际伪距观测值、卫星钟差以及差分码偏差。

30、第二方面,本发明实施例提供了一种伪距单点定位装置,应用于北斗卫星导航系统,包括:

31、获取模块,用于获取观测文件以及改正文件,所述观测文件包括预设频点的实际伪距观测值,所述改正文件包括所述预设频点的差分码偏差;

32、修正模块,用于基于所述预设频点的差分码偏差对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值;

33、定位结果确定模块,用于基于所述修改后伪距观测值和所述卫星钟差,通过最小二乘法得到定位结果。

34、可选地,所述预设频点包括北斗卫星导航系统中的单频频点和/或双频组合,所述双频组合包括第一频点和第二频点。

35、可选地,所述修正模块,具体用于在所述预设频点包括单频频点的情况下,计算所述单频频点的实际伪距观测值与所述单频频点的差分码偏差的差值,得到单频频点对应的修改后伪距观测值。

36、可选地,所述修正模块,具体用于在所述预设频点包括双频组合的情况下,利用所述第一频点的实际伪距观测值和所述第二频点的实际伪距观测值,得到双频组合对应的实际伪距观测值,并基于所述双频组合对应的实际伪距观测值、所述第一频点的差分码偏差和所述第二频点的差分码偏差,得到所述双频组合对应的修改后伪距观测值。

37、可选地,所述修正模块,具体用于计算所述第一频点的平方与所述第二频点的平方的比值,作为第一比值;计算针对所述第一频点的实际伪距观测值与所述比值的乘积,作为第一乘积;将针对所述第二频点的实际伪距观测值与所述第一乘积作差,得到第一差值;将第一整数与所述第一比值作差,得到第二差值;将所述第一差值与所述第二差值作商,得到所述双频组合对应的实际伪距观测值。

38、可选地,所述修正模块,具体用于:将所述第一比值与所述第二差值作商,并将商值与所述第一频点的差分码偏差相乘,得到第二乘积;将所述第二频点的差分码偏差与所述第二差值作商,得到第二比值;将所述双频组合对应的实际伪距观测值与所述第二比值作差,并将得到的差值与所述第二乘积求和,得到所述双频组合对应的修改后伪距观测值。

39、可选地,所述单频频点包括北斗卫星导航系统中以下至少一个频点:b1i、b1c、b3i、b2a。

40、可选地,所述双频组合包括北斗卫星导航系统中b1i与b3i双频组合和/或b1c与b2a双频组合,在所述双频组合包括b1i与b3i双频组合的情况下,第一频点为b1i,第二频点为b3i;在所述双频组合包括b1c与b2a双频组合的情况下,第一频点为b1c,第二频点为b2a。

41、可选地,所述定位结果确定模块,具体用于:将针对于至少四个卫星的修改后伪距观测值以及各个卫星的卫星钟差,分别输入伪距观测方程

42、pi=ρ+c·δtr-c·(δts-τi)+ii+t+drel+εi,p

43、通过最小二乘法得到定位结果,其中,pi为频点i的理论伪距观测值;ρ为针对于一个卫星的修改后伪距观测值;c为光速;δtr为接收机r的接收机钟差;δts为卫星s的卫星钟差;τi为频点i相对于参考中心的时延;ii为频点i的电离层误差;t为对流层误差;drel为相对论效应改正;εi,p为其余伪距观测噪声总和。

44、可选地,所述装置还包括:

45、预处理模块,用于在所述基于所述预设频点的实际伪距观测值和所述预设频点的差分码偏差,对针对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值之前,若某一时刻同时观测到了n颗卫星,判断处于地影期的卫星有n1颗,并根据广播星历中的卫星健康状态判断字判定为不健康的卫星为n2;确定有效卫星数量为n-n1-n2,从所述观测文件、广播星历以及改正文件中选择有效卫星对应的实际伪距观测值、卫星钟差以及差分码偏差。

46、第三方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;

47、存储器,用于存放计算机程序;

48、处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现第一方面任一所述的方法步骤。

49、第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一所述的方法步骤。

50、本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面任一所述的方法步骤。

51、本发明实施例有益效果:

52、本发明实施例提供的伪距单点定位方法,通过获取北斗卫星导航系统中预设频点的实际伪距观测值,以及预设频点的差分码偏差,并基于预设频点的差分码偏差对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值,如此能够提高伪距观测值的准确性,基于修改后伪距观测值得到定位结果,则能够提高伪距单点定位的精度。

53、当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。


技术特征:

1.一种伪距单点定位方法,其特征在于,应用于北斗卫星导航系统,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设频点包括北斗卫星导航系统中的单频频点和/或双频组合,所述双频组合包括第一频点和第二频点。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述预设频点的差分码偏差对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值,包括:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述预设频点的差分码偏差对针对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述利用所述第一频点的实际伪距观测值和所述第二频点的实际伪距观测值,得到双频组合对应的实际伪距观测值,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于所述双频组合对应的实际伪距观测值、所述第一频点的差分码偏差和所述第二频点的差分码偏差,得到所述双频组合对应的修改后伪距观测值,包括:

7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述单频频点包括北斗卫星导航系统中以下至少一个频点:b1i、b1c、b3i、b2a。

8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述双频组合包括北斗卫星导航系统中b1i与b3i双频组合和/或b1c与b2a双频组合,在所述双频组合包括b1i与b3i双频组合的情况下,第一频点为b1i,第二频点为b3i;在所述双频组合包括b1c与b2a双频组合的情况下,第一频点为b1c,第二频点为b2a。

9.根据权利要求1至8任一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述修改后伪距观测值和所述卫星钟差,通过最小二乘法得到定位结果,包括:

10.根据权利要求1至8任一项所述的方法,其特征在于,在所述基于所述预设频点的差分码偏差对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值之前,所述方法还包括:

11.一种伪距单点定位装置,其特征在于,应用于北斗卫星导航系统,包括:

12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述预设频点包括北斗卫星导航系统中的单频频点和/或双频组合,所述双频组合包括第一频点和第二频点。

13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述修正模块,具体用于在所述预设频点包括单频频点的情况下,计算所述单频频点的实际伪距观测值与所述单频频点的差分码偏差的差值,得到单频频点对应的修改后伪距观测值。

14.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述修正模块,具体用于在所述预设频点包括双频组合的情况下,利用所述第一频点的实际伪距观测值和所述第二频点的实际伪距观测值,得到双频组合对应的实际伪距观测值,并基于所述双频组合对应的实际伪距观测值、所述第一频点的差分码偏差和所述第二频点的差分码偏差,得到所述双频组合对应的修改后伪距观测值。

15.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述修正模块,具体用于计算所述第一频点的平方与所述第二频点的平方的比值,作为第一比值;计算针对所述第一频点的实际伪距观测值与所述比值的乘积,作为第一乘积;将针对所述第二频点的实际伪距观测值与所述第一乘积作差,得到第一差值;将第一整数与所述第一比值作差,得到第二差值;将所述第一差值与所述第二差值作商,得到所述双频组合对应的实际伪距观测值。

16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述修正模块,具体用于:将所述第一比值与所述第二差值作商,并将商值与所述第一频点的差分码偏差相乘,得到第二乘积;将所述第二频点的差分码偏差与所述第二差值作商,得到第二比值;将所述双频组合对应的实际伪距观测值与所述第二比值作差,并将得到的差值与所述第二乘积求和,得到所述双频组合对应的修改后伪距观测值。

17.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述单频频点包括北斗卫星导航系统中以下至少一个频点:b1i、b1c、b3i、b2a。

18.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述双频组合包括北斗卫星导航系统中b1i与b3i双频组合和/或b1c与b2a双频组合,在所述双频组合包括b1i与b3i双频组合的情况下,第一频点为b1i,第二频点为b3i;在所述双频组合包括b1c与b2a双频组合的情况下,第一频点为b1c,第二频点为b2a。

19.根据权利要求11至18任一项所述的装置,其特征在于,所述定位结果确定模块,具体用于:将针对于至少四个卫星的修改后伪距观测值以及各个卫星的卫星钟差,分别输入伪距观测方程

20.根据权利要求11至18任一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:

21.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;

22.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-10任一所述的方法步骤。


技术总结
本发明实施例提供了一种伪距单点定位方法、装置、电子设备及存储介质,涉及卫星导航技术领域。应用于北斗卫星导航系统,获取观测文件以及改正文件,观测文件包括预设频点的实际伪距观测值,改正文件包括预设频点的差分码偏差;基于预设频点的差分码偏差对预设频点的伪距观测值进行修正,得到修改后伪距观测值;基于修改后伪距观测值和卫星钟差,通过最小二乘法得到定位结果。本发明实施例提高了伪距单点定位精度。

技术研发人员:张亮,兰超,霍丽福,陈桥,李灯
受保护的技术使用者:重庆星网网络系统研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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