1.一种基于整数约束型高斯滤波的RTK定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,获取移动站数据:从GNSS接收机获取原始观测数据,包括伪距、载波相位、多普勒、信噪比、卫星广播星历数据;
步骤2,获取基准站数据:从通讯链路获取基准站或者虚拟CORS站的差分观测数据,包括伪距、载波相位、信噪比、参考站位置信息;
步骤3,数据准备:通过卫星广播星历计算卫星当前位置、钟差、钟漂、电离层估计值,并对误差进行改正;对上述步骤1、步骤2中获取的观测数据进行单差、双差处理,得到处理后的双差量测方程;
步骤4,建立系统模型:假设k时刻共观测到m颗卫星,以卫星i为参考卫星,系统模型描述如下:T
式中,xk=[rk ak]为k时刻的系统状态向量;rk为载体位置;ak为站间单差模糊度;Fk|k‑1为状态转移矩阵;wk为过程噪声;vk为量测噪声; 为双差量测向量; 为对应双差伪距; 为对应双差载波;h(xk)为非线性量测函数,表示为:式中λ为对应频率的载波波长; 为参考卫星站间单差模糊度; 为m号卫星站间单差模糊度;
步骤5,整数约束型渐进高斯滤波:
建立先验分布‑后验分布的渐进过程,引入伪时间常数τ,并给出整数渐进高斯滤波框架如下:式中,p(·)表示概率密度函数,Z1:k={z1,z2,...,zk}为时间k处的量测集合,τi(i∈[1,N])为伪时间常数,且τ0=0, 其中N为渐进总步数,Δi=1/N为第i步渐进步长;
步骤6,更新状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于整数约束型高斯滤波的RTK定位方法,其特征在于,所述步骤5具体过程如下:步骤5.1,渐进高斯滤波
基于贝叶斯更新过程,通过伪时间常数τ,建立关系如下:式中,
伪时刻τi处位置更新过程表示如下:
式中,p(ak,τi|Z1:k)表示其渐进过程中所构成的归一化分布;
步骤5.2,渐进高斯整数约束
伪时刻τi‑1处的渐进后验概率密度函数为p(xk,τi‑1|Z1:k)且服从高斯分布,则有:式中 表示伪时刻τi‑1的渐进后验估计, 为其相应的协方差矩阵; 表示其满足的正态分布;
利用转换矩阵将当前渐进后验估计中单差模糊度参数转换为双差模糊度参数,得到双差模糊度 对计算完成之后的双差模糊度 进行取整得到双差渐进后验估计整数模糊度;若渐进后验估计整数模糊度满足相应的条件检验,整数约束成功;
步骤5.3,整数约束型渐进滤波截止条件
结合式(1),将非线性量测zk在 处泰勒展开:其中 表示估计误差, 表示对非线性函数求导;
忽略高阶项可得:
式中, 表示渐进后验估计残差;
在步骤5.2模糊度已经成功固定的情况下,迭代过程即可截止,执行步骤6;
若模糊度无法成功固定,迭代过程将会不断执行直至步长走完,若步长已走完,执行步骤6,否则跳转到步骤5.1继续迭代计算;
为防止过估计,引入截止条件 和 其中,ε为自定义阈值;
若同时满足截止条件 和 证明当然解已是非固定状态下的最优解,执行步骤6,否则跳转到步骤5.1继续迭代计算。
3.根据权利要求1所述的一种基于整数约束型高斯滤波的RTK定位方法,其特征在于,所述步骤6具体为:若步骤5.2中渐进高斯整数约束成功,则可获取对应整数解,否则仅能得到浮点解。
4.根据权利要求1所述的一种基于整数约束型高斯滤波的RTK定位方法,其特征在于,所述步骤3中误差包括地球自转误差、相对论效应。
5.根据权利要求1所述的一种基于整数约束型高斯滤波的RTK定位方法,其特征在于,所述步骤4中,采用高度角最高的卫星作为参考卫星,其他卫星与参考卫星相减一次得到星间单差,参考站与移动站之间相同卫星的观测数据做差得到站间单差,所述星间单差与站间单差做差得到双差观测值。