专利名称：一种卫星导航接收机的动态定位解算方法
技术领域：
本发明涉及一种卫星导航接收机的动态定位解算方法，属于卫星导航技术领域。
背景技术：
导航定位解算是卫星导航接收机的重要组成部分，利用伪距和伪距率测量来计算载体的位置、速度、加速度等导航定位参数。常用的定位方法有最小二乘法(LS)和扩展卡尔曼滤波法(EKF)。其中最小二乘法(LS)简单不考虑载体的运动状态，定位精度较低；而扩展卡尔曼滤波法(EKF)需要对载体运动进行建模，定位精度优于最小二乘法(LS)。测量模型的非线性和系统模型的不精确是制约卫星导航接收机动态导航定位精度的两个主要因素。由于伪距和伪距率测量模型的非线性强，无迹卡尔曼滤波(UKF)对非线性具有良好的逼近 效果，因此基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的定位解算精度优于扩展卡尔曼滤波法(EKF)。但是载体在实际运动中存在多种形式的机动，很难建立精确的模型，特别是对于机动性强的载体，即使采用Singer模型、“当前”统计模型也难以准确描述载体运动的动态过程。如果动态定位所用运动模型不准确，尽管可以通过调整系统噪声的方差阵来尽可能的减少模型误差的影响，但是由于机动带来的模型误差并不满足白噪声特性，必将导致基于EKF和UKF的动态定位精度下降，因此该方法难以满足任意机动形式下的导航解算的需要。非线性预测滤波(NPF)是可以在线估计和修正模型误差的非线性递推状态估计方法。但NPF收敛速度较慢，且对初值误差较敏感，若NPF对模型误差估计不准确，通过状态传播还会导致较大的状态误差，甚至造成滤波发散。

发明内容
本发明的目的是为了解决载体机动情况未知或机动较大时扩展卡尔曼滤波法(EKF)的卫星导航接收机动态定位解算精度降低的问题，提出一种基于改进的预测滤波(IPF)的卫星导航接收机动态定位解算方法。本发明是一种卫星导航接收机的动态定位解算方法，包括以下几个步骤步骤一建立以机动加速度作为输入的载体运动方程，用该载体运动方程构成系统状态方程采用以机动加速度作为输入的载体运动模型，同时利用导航接收机的时钟误差来建立动态定位解算的状态方程，如下
<p=V + w、'
V = a + w^(I)
Jd = wtd其中,P= [x y ZiI1^PV= [vx Vy vz]T分别为接收机在导航参考坐标系下位置向量和速度向量；x、y、z和vx、vy、vz分别表示接收机在导航参考坐标系中的沿x、y、z轴的位置分量和速度分量，ain= [ax ay az]T为由载体机动引起的未建模加速度向量，其中ax、ay、az表示在导航参考坐标系的沿x、j、z轴的加速度分量；tb为接收机的等效时钟误差；td为接收机的等效时钟频率误差；系统噪声向量由速度噪声Wv、加速度噪声Wa、时钟误差噪声Wtb和时钟频率误差Wtd构成，均为零均值的高斯白噪声，方差分别为ov、oa、otb、Otdo步骤二 建立卫星导航接收机伪距和伪距率的观测方程利用接收机测量得到的伪距和伪距率构建测量向量y如下
权利要求
1.一种卫星导航接收机的动态定位解算方法，其特征在于包括以下几个步骤步骤一建立以机动加速度作为输入的载体运动方程，用该载体运动方程构成系统状态方程 采用以机动加速度作为输入的载体运动模型，同时利用导航接收机的时钟误差来建立动态定位解算的状态方程，如下
2.根据权利要求I所述的一种卫星导航接收机的动态定位解算方法，其特征在于当采用几何精度因子最小的4颗卫星的测量用于动态定位时，可见卫星颗数num = 4。
3.根据权利要求I所述的一种卫星导航接收机的动态定位解算方法，其特征在于所述的加权矩阵W为
4.根据权利要求I所述的一种卫星导航接收机的动态定位解算方法，其特征在于对称正定矩阵Qk的取值为Q' k= A Qk, A = 0. 8 1，X为修正系数。
全文摘要
本发明提出一种卫星导航接收机的动态定位解算方法，属于卫星导航技术领域，该动态定位解算方法包括以下几个步骤建立以机动加速度作为未知输入的载体运动模型作为状态方程；建立导航接收机伪距和伪距率的测量方程；基于预测滤波估计[tk,tk+1]区间的未知机动加速度；实现载体导航定位参数的预测；利用测量残差对预测状态进行修正，实现载体导航定位参数的估计。本发明采用的改进的预测滤波可以在线实时估计机动加速度并修正载体运动模型，克服了传统动态定位解算过程中将系统误差处理为零均值白噪声的缺点；不仅可以在线估计载体机动加速度，而且可以获得较好的定位效果，特别适合于载体机动未知或较大机动的情况。
文档编号G01S19/35GK102749633SQ20121022562
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者张朋涛, 杨静 申请人:北京航空航天大学