申请/专利权人：高速铁路建造技术国家工程研究中心;中国中铁股份有限公司;中南大学

申请日：2024-04-08

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN118011445B

主分类号：G01S19/44

分类号：G01S19/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.05.28#实质审查的生效;2024.05.10#公开

摘要：本发明涉及GNSS天线技术领域，公开了一种多GNSS天线的模糊度固定方法及系统，包括：根据前一个历元的载体位姿，利用INS递推出当前历元载体位姿，建立以姿态为变量、流动站天线间形成的双差载波观测为输入的模糊度函数，搜索最优姿态和次优姿态；基于最优和次优姿态确定流动站天线间形成的双差模糊度的两组解，计算对应的残差，通过最优解的残差显著小于次优解的残差，检验模糊度是否固定成功；将流动站间形成的双差模糊度的最优解作为约束代入基准站与流动站间形成的双差载波观测方程，减少模糊度数量，再利用LAMBDA方法确定最终的模糊度参数得到最终位姿解；本发明解决了现有的模糊度固定方法存在精度较低、效率慢的问题。

主权项：1.一种多GNSS天线的模糊度固定方法，其特征在于，包括：获取目标天线当前历元前一历元的载体位姿，利用前一历元的载体位姿递推出目标天线的当前历元载体位姿；确定搜索域和搜索步长，计算目标天线中天线之间的双差载波观测数据，基于所述当前历元载体位姿和所述双差载波观测数据构建模糊度函数；基于所述搜索域和所述搜索步长在模糊度函数中确定最优姿态和次优姿态，并基于所述最优姿态确定双差模糊度的最优解，基于所述次优姿态确定双差模糊度的次优解；计算所述最优姿态对应的最优解的双差残差和所述次优姿态对应的次优解的双差残差，并基于所述最优解的双差残差、所述次优解的双差残差和预设成功条件确定模糊度固定是否成功；在模糊度固定成功时将最优双差模糊度作为约束带入双差载波观测方程确定最终模糊度参数，利用最终模糊度参数对目标天线进行模糊度固定；其中，所述计算目标天线中天线之间的双差载波观测数据，包括：根据搜索步长和搜索域确定姿态组合，其姿态组合的确定方法满足如下关系式： ；式中，为搜索步长，为姿态组合，为INS递推的载体姿态，为载体姿态对应的姿态误差，为约束系数，均为载体位姿的递推系数且均为整数，表示逻辑合取；计算姿态组合对应的姿态转换矩阵，其计算方式如下式所示： ；式中，为姿态转换矩阵，为姿态组合，、、、、、、、、均表示姿态转换矩阵计算的中间计算量，且、、、、、、、、；利用姿态转换矩阵和载体坐标系下已知的基线信息计算导航坐标系下的基线信息，其计算方法如下式所示： ；式中，为载体坐标系下已知的基线信息，为姿态转换矩阵，为导航坐标系下的基线信息；根据导航坐标系下的基线信息计算双差载波观测数据，其计算方法如下式所示： ；式中，为双差载波观测数据，为流动站天线与天线形成的基线在卫星、之间的双差视线向量，为导航坐标系下的基线信息，为载体坐标系下已知的基线信息，为姿态转换矩阵；所述在模糊度固定成功时将最优双差模糊度作为约束带入双差载波观测方程确定最终模糊度参数，包括：根据基线之间的关系，构建模糊度约束，求解流动站天线与基准站的最优双差模糊度，其计算方法如下所示：构建基准站与流动站的双差载波观测值： ；考虑流动站天线之间的基线和模糊度向量之间的关系： ；将双差载波观测值与流动站天线之间的基线和模糊度向量之间的关系进行合并得到： ；对上式整理后得： ；其中，表示向量的转置，且满足，表示向量的转置，且满足，表示向量的转置，且满足，表示向量的转置，且满足，表示向量的转置，且满足，表示流动站天线与基准站之间双差视线向量矩阵，表示流动站天线与基准站之间的基线，表示由相应载波波长构成的非零对角阵，表示流动站天线与基准站之间的基线的双差模糊度，表示流动站天线与基准站之间的基线的双差观测值，表示对应基线的双差观测值噪声,表示流动站天线与流动站天线之间的基线向量，表示对应基线的双差模糊度向量；此时，由LAMBDA算法，得到基准站与流动站之间的基线向量的固定解。

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权利要求：

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