INS辅助的动态北斗双频周跳探测与修复方法*
2021-11-17郭泽辉庞春雷
郭泽辉 庞春雷 张 闯 张 良
空军工程大学信息与导航学院,西安 710077
0 引言
北斗(BDS)卫星导航信号容易受到电磁干扰或障碍物遮蔽,导致接收机短暂失锁,载波相位观测值出现整周跳变,而且周跳具有继承性[1],会影响后续历元的载波相位观测值,降低定位精度。特别是当接收机处于动态环境时,运动状态会影响载波相位测量值的连续性,增加周跳探测的难度。因此,有必要针对动态情况下的周跳探测与修复问题进行研究。
经典的周跳探测方法包括多项式拟合法、高次差法、MW组合(Melbourne-Wubbena,MW)法、电离层残差法等[2-7]。上述方法单纯利用GNSS(Global Navigation Satellite System,GNSS)观测值完成周跳探测,其中多项式拟合法、高次差法难以解决动态场景下的周跳问题;MW法在检验量中加入伪距参量,使该方法对小周跳不敏感[8];电离层残差法无法直接探测单一频点的周跳。同时,在动态情况下卫星信号信噪比较低,也增加了周跳探测的难度[9]。为此,许多学者将惯性导航参数融入周跳探测的算法中,以提高周跳探测能力[10-11]。文献[12]提出用惯导输出的高精度位置信息反解出星地距离,以代替GNSS伪距观测值,并利用宽巷组合与无电离层组合联立修复周跳;文献[13]提出基于INS(Inertial Navigation System,INS)辅助的无电离层组合和宽巷组合的联合探测方法;文献[14]将双频载波相位进行宽巷和超宽巷组合,并利用INS反解出双频惯导载波相位,联合构建无几何观测模型,降低观测噪声和多径效应的影响。上述方法均采用INS的位置信息预测GNSS观测值,随着时间的增加,预测误差累积严重,进而影响周跳探测结果的可靠性。……
