专利名称：位置估计方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及位置估计方法和设备，尤其涉及基于导航卫星系统信号的这种方法和设备。所述方法和设备的应用领域包括但不限于导航、制作地图、陆地勘测、土木工程、灾难防治和缓解以及科学研究。
背景技术：
1.引言全球导航卫星系统(GNSS)包括全球定位系统(GPS)(美国)、GL0NASS (俄罗斯)， Galileo (欧洲)和COMPASS (中国)(使用或研发中的系统)。GNSS典型地使用以地球为轨道的多个卫星。多个卫星形成了卫星星群。GNSS接收机检测被调制到卫星所广播的电磁信号上的代码。该代码也被称为测距码。代码检测包括将调制到广播信号上的比特序列与待检测码的接收机侧版本进行比较。基于对一系列卫星的每一个的代码到达时间的检测， GNSS接收机估计其位置。定位包括地形定位，即在地球表面上的定位。使用GNSS信号码的定位提供了尤其由于在通过大气传输时代码受到的失真所造成的有限精度。例如，GPS包括以1575. 45MHz (所谓的Ll频率)的粗/捕获(C/A)码的传输。与保留用于军事应用的精(P)码相比，该码可任由公众得到。在考虑与C/A码的检测 (伪随机码的到达时间的电子检测)相关联的电子不确定度以及其他误差(包括由电离层和对流层影响、星历表误差、卫星时钟误差和多径传播所引起的那些误差)时，使用GPS C/ A码的基于代码的定位的精度大约为15米。基于对代码的检测的定位的一种替代方式是基于载波相位测量的定位。在该替代方式中，检测从卫星发送的GNSS信号的载波相位，而不是被调制到从卫星发送的信号上的代码。相比较基于代码的方法，基于载波相位测量的方法具有提供更高位置精度(即， 高达厘米级或甚至毫米级精度)的潜力。理由可以直观地理解如下。诸如Ll波段上的GPS C/A码之类的代码比调制了该代码的载波的一个周期长得多。因此对于载波相位检测的位置解算可以示为好于针对代码检测的位置解算。取决于增强系统的所需精度和可用性以及其他因素，从GNSS信号的位置估计可以采用多种形式。定位可以表征为使用独立接收机的自主式，或者使用根据接收机外部的源的差分校正的差分式。最简单的自主式接收机(如当今消费产品的典型的仅支持Ll代码型GPS接收机) 相对不贵，并且具有几十米量级的定位精度。多频接收机(如除了代码之外还支持Ll和 L2载频的GPS接收机)具有米级定位精度。精确定位技术可以在针对无需实时应答的应用 (例如测地学)随时间收集的数据进行后处理时获得毫米级精度，以及针对诸如变形监测、 航空摄影测量以及农业、建筑和采矿中的机械控制的应用获得厘米级精度。差分接收机使用来自基准接收机或者基准接收机的网络的差分校正来消除测量误差。适于港口中的船舶导航和飞行器引路的米级的定位精度是使用来自诸如美国海岸巡逻队的海上DGPS或者美国联邦航空局的广域增强系统的服务的校正的差分接收机的典型。用于相对导航的差分接收机典型地具有几厘米到几十厘米量级的定位精度。用于勘测应用的差分接收机具有亚厘米到不多于几个厘米的定位精度。2. GNSS精确点定位的基本原理精确点定位(PPP)是使用单个接收机确定坐标的定位技术。称为“精确”是因为在数据处理中使用例如轨道和时钟的所谓“精确产品”。这些产品被称为“精确”是因为它们是借助来自几个世界范围分布的监测地面站的GPS数据的后处理产生的，并且提供比广播星历表消息质量更好的信息。Heroux和Kouba首次提出术语PPP [1995]，那时他们提出使用“精确”卫星轨道和时钟用于点定位。当时，测地学勘测分会(GSD)、加拿大自然资源 (NRCan)已经以标准格式产生用来服务于国际GNSS服务(IGS)的后处理GPS卫星轨道和时钟。他们正确地声明，这些产品可以包括在点定位软件接口中并且为操作单个GPS接收机的用户提供高精确度。尽管当时他们展示出只能提供大约1米的精度的简单方法，但是这是PPP发展的起点。后来，Zumberge等人[1997]提出使用PPP来分析每天来自成百上千站点的数据， 且可获得的结果在质量上比得上使用所有数据的同时分析可以得到的结果。该出版物成为有关PPP的最早已知的文献之一。在2001年，Kouba和HerouX[2001]使用非差分双频伪距和载波相位观测值以及 IGS精确轨道产品详述了后处理方案，对于独立精确测地学点定位(静止或运动)，现在具有厘米级精度。当时，他们已经描述了必须实现来获得厘米级定位的基于地球和空间的模型。他们还讨论了获得具有厘米精度的站台中性大气天顶延迟和精度为0. Ins的GPS接收机时钟估计的能力。到现在，PPP已经成为GPS团体广泛熟知的技术，出版了若干论文强调对于具有精确轨道和时钟产品的单点定位的不同用途。例如，Bisnath和Langley[2001]提出了基于运动学、与来自LEO(低地球轨道运行)的GPS接收机和IGS精确轨道和时钟产品的数据一起使用的顺序最小二乘滤波器/平滑器的几何方法，目的在于分米精度。PPP技术自身成为强大的定位技术，能够获得厘米级准确度。然而，它也一直存在主要不足，就是收敛时间。PPP求解实现亚分米级准确度花费的时间(其可能高达几十分钟)在今天成为将其用作实时世界范围高准确度GNSS定位工具的最大障碍，这是因为市场通常需要几秒的求解(再)初始化。基于此，几个研究中心开始研究在PPP引擎内引入不确定度固定处理的方向上的项目，从而使得求解初始化时间能够减小。这就是Gabor和Nerem[2002]的情况，他们提出一种借助跟踪网络校准卫星相关相位偏差的方法，后来可用于消除独立接收机的测量值上存在的这些量，并且因此找到在PPP引擎中的整数特性(integer nature)的不确定度。该方法基于第一组宽巷相位偏差的导数，基于宽巷相位和窄巷代码几何无电离组合(也称为Melbourne-Wubbena组合 [Melbourne, 1985] ； [ffubbena, 1985])。如果成功完成，则可以固定第二组不确定度，其将具有大约IOcm的有效波长。当时，他们得出结论，现存轨道误差的水平不会允许固定这第二组不确定度。Gao和Shen [2002]介绍了一种不同的方法，不是基于卫星偏差校准，而是基于尝试采用相位不确定度的整数特性的PPP引擎内建技术。然而，随着时间的过去，在PPP研究团体中已经成为常识的是必须校准卫星相关相位偏差从而固定PPP中的不确定度。这可以通过过去一些年中在该方向的日益增加的论文数量而注意到，例如Leandro等人[2006]， Ge 等人[2007], Banville 等人[2008], Collins[2008]以及 Laurichesse 等人[2008]的论文，他们都提出对卫星相位偏差进行校准。后四篇出版物使用与Garbor和Nerem所提出的相同的概念(最初固定宽巷不确定度以及随后固定形成载波相位无电离组合所需要的其他整数不确定度，具有大约IOcm的有效波长)，只是具有了一些重新公式化和/或另外的分析。GAPS在2006年开始研究，其目的在于成为卫星相位偏差校准和使用的工具。在 2006年的出版物中描述的技术基于对Ll和L2不确定度和偏差的解相干，借助了基于PPP 的电离层建模(在第三章描述了其过程)。寻找不同的技术的原因在于以下事实，为了可靠地固定如在Garbor和Nerem方法中所使用的第二组不确定度，必须使得所有几何相关的影响(中性大气、接收机坐标和接收机时钟)在适当地低于分米的不确定度情况下进行建模，并且这是花长时间获得的事情，而实际上在PPP求解已经收敛于该精度水平时，不确定度固定将仅带来很少改进。3.要解决的问题图1示意性地图示了用于自主式接收机100的典型的现有技术中的双载频场景。 接收机100接收来自查看的任意数量的卫星(例如分别在110，120和130处所示的SV1， SV2和SVm)的GNSS信号，以及卫星轨道和时钟数据105。信号穿过在140处示意性地示出的地球大气(电离层和对流层)。每个信号有两个频率，Ll和L2。接收机100根据这些信号确定到各个卫星的对应伪距I3Rl, PR2, PRm。大气和多径效应造成信号路径的变化，如在 150处示意性地所示，使得伪距确定失真。由于可以在大约1米的误差情况下测量C/A码， 没有使用仅用于军事的P/Y码的民用接收机确定了误差在几米范围的位置。然而，Ll和L2 载波的相位可以以0.01-0. 05周期(2mm-lcm)的精度来测量，所以可以以毫米到分米范围的误差更精确地估计相对位置。用于精确定位的技术采用Ll和L2载波相位和整数不确定度解算(精确卫星定位的广阔探索区域)。已经开发出许多技术可靠而快速地确定由卫星定位设备所观察到的载波相位信号的周期不确定度。不确定度解算技术通常包括使用确定代码观测值，以及多个卫星上的观测值以减小潜在的载波相位不确定度，直到可以做出决定来接受单个候选。相干生成的载波相位信号的观测值进一步增强了不确定度解算的速度和可靠性。图2示意性地示出了典型的现有技术的处理方法。在210准备两个频率(F1&F2) 的原始GNSS数据200以提供用于每个历元的观测值数据。在215处准备卫星轨道和时钟数据205以提供用于每个历元的卫星和时钟数据。将用于每个历元的准备数据集220提供给全局卡尔曼滤波器，其具有针对接收机天线位置、接收机时钟和不确定度的状态的状态矢量。滤波器计算浮动解来用数据的每个新历元更新状态。图3示意性地示出了现有技术的处理技术面临的两个问题。首先，浮动解花费太长时间收敛于状态矢量的解从而以可接受的位置误差给出接收机天线位置估计。期望加速该解的收敛性。其次，一个或多个估计的不确定度值的跳跃(其可在接收机在一个或多个卫星信号上失去相位锁定时出现)迫使滤波器的重置和对应的延迟，同时浮动解再次收敛从而以可接受的位置误差给出接收机天线位置估计。优选的将是减小初始浮动解收敛时间(在接收机启动时)并且减小或消除重新收敛时间(跳跃之后)。需要改进基于GNSS载波相位测量的定位系统的实现，从而以快速、稳定和用户友好的方式获得对接收机位置的精确估计。
发明内容
本发明目的在于满足上述需要。特别地，本发明目的在于改善现有技术的方法的实现方式，意在在改善可用性的同时快速地得到稳定而精确的解。本发明包括在权利要求中所限定的方法、设备、漫游器、网络站台、计算机程序和计算机可读介质。
现在将结合附图描述本发明的实施例，其中图1示意性地示出了用于说明本发明的背景的具有三个卫星和一个接收机的 GNSS ；图2示意性地示出了典型的现有技术中的处理方法；图3示意性地图示了现有技术中的处理技术面临的问题；图4A示意性地示出了现有技术中的接收机天线；图4B示出了用于图4A的接收机天线的Ll频率接收机天线相位中心变化；图4C示出了用于图4A的接收机天线的L2频率接收机天线相位中心变化；图4D示出了用于图4A的天线的相对于天顶角的Ll和L2天线相位中心变化；图4E示出了用于图4A的接收机天线的由于一天中的固体潮造成的站点移位变化；图5示出了绝对实时静态(ART-S)模式与绝对实时运动学(ART-K)模式中的收敛性之间的性能对比；图6A示出了独立位置随着每个历元更新的现有技术的ART-K方法；图6B示出了根据本发明的实施例使用delta相位方法来将连续位置更新联系在一起的ART-K方法；图7A示出了在根据本发明的实施例的ART-K滤波器方法中转移噪声电平的水平位置误差收敛性的影响；图7B示出了在根据本发明的实施例的ART-K滤波器方法中的转移噪声水平的垂直(高度)位置误差收敛性的影响；图7C示出了根据本发明的实施例的在解已经接近收敛的时间段上、在ART-K滤波器中的转移噪声水平的水平位置误差收敛性的影响；图8A图示了现有技术中的实时运动学delta位置处理技术的操作原理；图8B图示了现有技术中的实时运动学delta位置处理技术的操作原理；图8C示意性地图示了现有技术中的实时运动学delta位置处理技术；图9在附图中有意地被省略；图10示意性地图示了用于根据本发明的实施例的桥接中断(bridging outages) 的ART-K技术；
图11示意性地图示了用于根据本发明的实施例的桥接中断的ART-K技术中的不确定性跳跃的影响；图12示意性地图示了根据本发明的实施例的跳跃检测器的操作；图13A示意性地图示了根据本发明的实施例的第一 ART-K桥接估计器的操作；图13B示意性地图示了根据本发明的实施例的第二 ART-K桥接估计器的操作；图14A示意性地图示了根据本发明的实施例的第三ART-K桥接估计器的操作；图14B示意性地图示了根据本发明的实施例的第四ART-K桥接估计器的操作；图15示意性地图示了根据本发明的实施例的ART-K设备的架构；以及图16示意性地图示了根据本发明的实施例的ART-K设备的操作。
具体实施例方式将参考附图描述本发明的实施例。特定实施例用来为本领域技术人员提供更好的理解，而绝非意在以任何方式限制由所附权利要求限定的本发明的范围。特别地，贯穿说明书及其组成部分的单独描述的实施例可以相结合从而在一定程度上形成相互不排外的另外的实施例。1. 1精确点定位精确点定位(PPP)是使用例如GPS接收机这样的GNSS接收机确定点坐标的现有技术之一。在该技术中，单个接收机所采集的观测值用来确定接收机天线位置的坐标的三个分量(例如，笛卡尔坐标系中的x，y和z)，以及其他参数，例如接收机时钟误差(t)和总计中性大气延迟。PPP可用于多种定位应用。PPP观测模型考虑了 GPS信号上存在的若干影响中的大多数影响。与差分处理(其中观测值在接收机之间或卫星之间进行区分以去除共模误差) 不同，PPP观测未经过差分处理。在观测模式设计用于定位时，大多数这些参数(例如卫星时钟)被用作已知量来确定位置、接收机时钟误差和中性大气延迟。还可以对其他参数建模，包括电离层延迟、代码偏差、卫星时钟误差和代码多径加噪声。在所有情况下，这些过程还适合于实时，这使得该封装成为用于广域接收机网络控制和管理的潜在工具。取决于估计参数的类型，它们可以简单地作为针对数据分析和质量控制的量化，或者它们可以稍后用于再次定位(作为已知值)。用于定位的一个参数是中性大气延迟，也称作对流层延迟。该延迟是在大气的中性部分处由GPS信号经受的折射所引起的。中性大气延迟模型在用于定位(例如PPP)的技术领域是已知的。本发明的实施例提供了精确点定位增强，例如改进的位置准确度、位置解的更快收敛和/或从信号中断的快速恢复。电离层延迟不好求解，除非存在对不同信号频率下的测量值中所含的偏差的良好确定，这通常需要跟踪接收机的网络从而解决卫星和接收机仪器偏差。在本发明的一些实施方案中，根据单个接收机的双频载波相位测量值来确定无偏差电离层延迟。在本发明的一些实施方案中，使用PPP引擎中的伪距和载波相位测量值来估计伪距多径值。与其他多径估计技术的差别在于通常仅确定多径的较高频率分量。在一些实施方案中，解决例如电离层延迟和载波相位不确定度的问题来恢复多径值。
在处理固定接收机类型的网络数据时，或者当在与用于生成校正值的接收机类型不同的接收机类型的情况下对定位使用时钟校正值时，卫星代码偏差是待考虑的因素。使用接收机的网络，通常将这些偏差估计为时钟估计过程的副产品。在本发明的一些实施例中，使用单站定位模型而不是网络时钟调整模型来估计这些偏差，使得这种方法对于PPP 有用。在处理单接收机定位时，卫星时钟校正在数据处理中扮演重要角色。通常使用来自接收机网络的伪距和载波相位测量值来估计卫星时钟误差。在本发明的一些实施例中， 使用单站来估计载波相位质量时钟校正，这适于实时应用并且在PPP与相对卫星定位之间实现融合。中性大气延迟通常利用来自预测模型的先验信息来处理，并且有时也作为观测模型中的残余延迟参数。在本发明的一些实施例中，适于广域基于卫星的增强系统的模型是基于表面气象数据集，得到更可靠的模型，其从较早研发保持着简单和实用使用过程。考虑到PPP的误差预算，Garbor和Nerem在2001年提出的关注点(在固定第一组宽巷相位偏差之后，轨道误差水平不会允许固定有效波长大约为IOcm的第二组不确定度) 仍然是待解决的问题。这意味着需要较长的波长从而允许使用几何相关不确定度固定过程 (并且可能对于即将到来的GPS L5信号来说是事实)；或者需要改进PPP浮动解收敛时间。 本发明的一些实施例利用增强型PPP观测模型或者具有改进定位求解的附加部件。1. 2.定位观测模型PPP是在数据处理中使用所谓的“精确产品”(例如卫星轨道和时钟)利用单接收机确定坐标的定位技术。更准确的说，如果对于PPP想要最终可实现的精度，则应当考虑所有必须的观测校正以获得最好的可能精度。这种校正其中包括潮汐、相对论影响、以及接收机和卫星天线相位中心变化。取决于所使用的接收机类型(例如，仅代码型或代码和相位型；单频或双频)，可以不考虑这些校正中的一部分，或者可替代地可能需要另外的精确产品，例如在单频接收机情况下的电离层格网。如果把更高的可能精度作为指标，则必须使用具有伪距和载波相位的双频测量值的“测地学”接收机。在此情况下，其他方面也很重要，例如将载波相位作为独立测量值(而不是使用载波相位测量值来简单地对伪距进行滤波)， 这导致对每个卫星的不确定度参数估计，以及对残余中性大气延迟(NAD)的估计，这是因为NAD预测模型对于这类定位来说并不足够精确。当前许多PPP封装使用具有伪距和载波相位的无电离组合的类似模型，例如 CSRS-PPP [Tetreault 等人在 2OO5 年]，P3 [Gao 和 Chen 在 2004 年]以及 GIPSY[Zumberge 等人在1997年]。在他们之间可能存在些许不同，例如NAD的估计处理(例如，作为随机游走，或者对于给定时间间隔的固定值)。为了理解定位过程，我们可以从载波相位的公式开始O1 = R+c (dT-dt)+T-I+λ 凡+hUds, APbril-PbsJn^e1, (2. 1)以及O2 = R+c (dT-dt) +T- γ Ι+λ 2N2+hdr,2-hds,2+pbr,2-pbs,2+m2+e2，(2. 2)其中，O1和Φ2分别是米制单位的Ll和L2频率的载波相位测量值；R是卫星与接收机天线之间的几何距离，单位为米；c是光速，单位为米/秒；dT和dt分别为接收机和卫星时钟误差，单位为秒；T为中性大气延迟，单位为米；I为Ll频率电离层延迟，单位为米；Y是将电离层延迟从Ll转换到L2频率的因子，无单位；λ工和λ 2分别为Ll和L2频率上的载波相位波长，单位为米^和N2分别是Ll和L2频率上的载波相位整数不确定度，单位为周期；hdy和hdu分别是米制单位的接收机和卫星载波相位硬件延迟，其中i表示载频 (Li或L2) ；Pb。和Pbsa分别是米制单位的接收机和卫星载波相位初始延迟偏差，其中i表示载频(Li或L2) ;mi和m2分别是Ll和L2频率上的载波相位多径，单位为米；而h和e2分别是Ll和L2频率上的载波相位测量值的其他未建模误差，单位为米。对于伪距可以形成类似公式如下P1 = R+c(dT_dt)+T+I+HDr,^HDsJM1+E1, (2. 3)和P2 = R+c (dT-dt) +T+ y I+HDr,2_HDs,2+M2+E2，(2. 4)其中，P1和P2分别是米制单位的在Ll和L2频率上的伪距测量值；HDni和HDsii分别是米制单位的接收机和卫星伪距硬件延迟，其中i表示载频(Li或L2) 和M2分别为 Ll和L2频率上的伪距多径，单位为米；而E1和E2分别为Ll和L2频率上的伪距测量值的其他非建模误差，单位为米。其他符号具有与式2. 1和2. 2.相同的含义。为了以数学方式从载波相位和伪距测量值中消除电离层延迟，可以使用两个频率的无电离层组合。该组合利用以下事实，电离层是频散介质，并且由此，延迟的幅度与频率平方成反比，为
权利要求
1.一种确定GNSS接收机天线的位置的方法，包括a.针对多个历元的每一个获取输入数据，所述输入数据包括GNSS卫星的信号的GNSS 接收机天线处的观测值以及对于各个卫星的时钟和位置信息，b.估计来自每个历元的输入数据的状态矢量的浮动参数，所述浮动参数包括接收机天线位置、接收机时钟和每个卫星的至少一个不确定度，c.检测从一个历元到另一个历元的至少一个卫星的至少一个不确定度中的跳跃，d.根据至少一个历元的输入数据和根据所估计的浮动参数来估计桥接参数，所述桥接参数包括足以更新所述浮动参数以补偿所述跳跃的值，以及e.使用所述桥接参数来更新所述浮动参数。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述观测值包括至少直到已经估计了所述浮动参数的初始值为止的至少四个GNSS卫星的信号的观测值。
3.如权利要求1-2中之一所述的方法，其中所述观测值包括对于每个卫星的至少两个频率中的每一个的原始代码和载波观测值。
4.如权利要求1-3中之一所述的方法，其中所述观测值包括GPS、GLONASS、Galileo和 Compass系统中的至少一个的卫星的观测值。
5.如权利要求1-4中之一所述的方法，其中所述观测值包括Ll代码、L2代码、Ll载波和L2载波的GPS观测值。
6.如权利要求1-5中之一所述的方法，其中每个卫星的所述至少一个不确定度包括以下中的至少一个每个卫星的无电离不确定度、每个卫星每个频率的单独不确定度、以及每个卫星的宽巷不确定度和窄巷不确定度。
7.如权利要求1-6中之一所述的方法，其中估计状态矢量的参数包括将原始观测值转换成宽巷和窄巷观测值。
8.如权利要求1-7中之一所述的方法，其中获取位置信息包括得到以下中的至少一个广播星历表数据和精度星历表数据。
9.如权利要求1-8中之一所述的方法，其中获取位置信息包括对于每个历元将星历表数据转换成卫星位置和卫星时钟。
10.如权利要求1-9中之一所述的方法，其中所述浮动参数进一步包括对流层延迟、多径和非建模误差中的至少一个。
11.如权利要求1-10中之一所述的方法，其中估计状态矢量的参数包括以下之一向所述输入数据应用最小二乘滤波器和应用卡尔曼滤波器。
12.如权利要求1-11中之一所述的方法，其中在连续跟踪卫星时，对于每个卫星的至少一个估计的不确定度逐历元保持恒定，并且其中，从一个历元到另一个历元的至少一个卫星的至少一个估计的不确定度中的跳跃指示丢失了对所述至少一个卫星的跟踪。
13.如权利要求1-12中之一所述的方法，其中检测跳跃包括将一个历元的所估计的无电离不确定度与前一历元的所估计的无电离不确定度进行比较。
14.如权利要求1-13中之一所述的方法，其中估计桥接参数包括对于至少一个卫星计算宽巷不确定度跳跃δ Nw。
15.如权利要求1-13中之一所述的方法，其中估计桥接参数包括对于至少一个卫星估计宽巷不确定度跳跃SNw以及对于至少一个卫星估计更新的无电离不确定度。
16.如权利要求15所述的方法，其中估计桥接参数包括针对至少一个卫星估计几何无关不确定度跳跃δ Ngf。
17.如权利要求16所述的方法，其中估计桥接参数包括针对至少一个卫星计算宽巷不确定度跳跃S Nw，并且将针对至少一个卫星的宽巷不确定度跳跃δ Nw与针对至少一个卫星的对应的几何无关不确定度跳跃S Ngf相结合，从而得到针对至少一个卫星的无电离不确定度跳跃SNif。
18.如权利要求17所述的方法，其中估计桥接参数包括将针对至少一个卫星的无电离不确定度跳跃δ Nif与根据跳跃前历元所估计的对应的无电离不确定度Nifl相结合，从而得到针对至少一个卫星的更新的无电离不确定度Mf2。
19.如权利要求1-13中之一所述的方法，其中估计桥接参数包括估计更新的接收机天线位置。
20.如权利要求19所述的方法，其中估计桥接参数包括针对至少一个卫星计算宽巷不确定度跳跃S Nw。
21.如权利要求20所述的方法，其中估计桥接参数包括根据针对至少一个卫星的宽巷不确定度跳跃S Nw来确定接收机天线位置跳跃(δ X，δ Y，δ Ζ)。
22.如权利要求21所述的方法，其中估计桥接参数包括将接收机天线位置跳跃(δX， δ Y, δ Ζ)与跳跃前接收机天线位置(X1, Y1, Z1)相结合，从而得到更新的接收机天线位置
23.如权利要求1-22中之一所述的方法，其中使用所述桥接参数来更新所述浮动参数包括用针对至少一个卫星的对应的更新的无电离不确定度Nif2来替代根据跳跃前历元所估计的至少一个无电离不确定度Nifl。
24.如权利要求1-23中之一所述的方法，其中使用所述桥接参数来更新所述浮动参数包括用更新的接收机天线位置(x2，Y2，Z2)来替代根据跳跃前历元所估计的接收机天线位置(X1JnZ1)0
25.如权利要求1-24中之一所述的方法，其中在使用所述桥接参数更新所述浮动参数之后，将所更新的浮动参数与针对随后的历元的输入数据一起使用来估计用于随后的历元的浮动参数。
26.一种用于确定GNSS接收机天线的位置的设备，包括f.针对多个历元的每一个获取输入数据的引擎，所述输入数据包括GNSS卫星的GNSS 接收机天线处的观测值、用于各个卫星的时钟和位置信息；g.递归滤波器，其估计来自每个历元的输入数据的状态矢量的浮动参数，所述浮动参数包括接收机天线位置、接收机时钟以及每个卫星的至少一个不确定度；h.跳跃检测器，其检测至少一个卫星从一个历元到另一个历元的至少一个不确定度中的跳跃；i.桥接估计器，其根据至少一个历元的输入数据和根据所估计的浮动参数来估计桥接参数，所述桥接参数包括足以更新所述浮动参数以补偿所述跳跃的值；以及j.浮动参数更新器，其使用所述桥接来更新所述浮动参数。
27.如权利要求26所述的设备，其中所述观测值包括至少直到已经估计了浮动参数的初始估计为止的至少四个GNSS卫星的观测值。
28.如权利要求26-27中之一所述的设备，其中所述观测值包括针对每个卫星的至少两个频率中的每一个的原始代码和载波观测值。
29.如权利要求26-28中之一所述的设备，其中所述观测值包括GPS、GLONASS、Galileo 和Compass系统中的至少一个的卫星观测值。
30.如权利要求26-29中之一所述的设备，其中所述观测值包括Ll代码、L2代码、Ll 载波和L2载波的GPS观测值。
31.如权利要求26-30中之一所述的设备，其中每个卫星的所述至少一个不确定度包括以下中的至少一个每个卫星的无电离不确定度、每个卫星每个频率的单独不确定度，以及每个卫星的宽巷不确定度和窄巷不确定度。
32.如权利要求26-31中之一所述的设备，进一步包括转换器元件，其将原始观测值转换成宽巷观测值和窄巷观测值。
33.如权利要求26-32中之一所述的设备，其中调节用于获取输入数据的引擎来获取广播星历表数据和精度星历表数据中的至少一个。
34.如权利要求26-33中之一所述的设备，进一步包括转换器元件，其将星历表数据转换成对于每个历元的卫星位置和卫星时钟。
35.如权利要求26-34中之一所述的设备，其中所述浮动参数进一步包括对流层延迟、 多径和非建模误差中的至少一个。
36.如权利要求26-35中之一所述的设备，其中所述递归滤波器包括最小二乘滤波器和卡尔曼滤波器之一。
37.如权利要求26-36中之一所述的设备，其中在连续跟踪卫星时，对于每个卫星的至少一个估计不确定度逐历元保持恒定，并且其中，至少一个卫星从一个历元到另一个历元的至少一个估计不确定度中的跳跃指示丢失了对所述至少一个卫星的跟踪。
38.如权利要求26-37中之一所述的设备，其中调节所述跳跃检测器来将一个历元的所估计的无电离不确定度与前一个历元的所估计的无电离不确定度进行比较。
39.如权利要求26-38中之一所述的设备，其中调节所述桥接估计器来计算针对至少一个卫星的宽巷不确定度跳跃SNW。
40.如权利要求26-39中之一所述的设备，其中调节所述桥接估计器来估计针对至少一个卫星的宽巷不确定度跳跃SNw以及针对至少一个卫星的更新的无电离不确定度。
41.如权利要求26-40中之一所述的设备，其中调节所述桥接估计器来估计针对至少一个卫星的几何无关不确定度跳跃δ Ngf。
42.如权利要求26-41中之一所述的设备，其中调节所述桥接估计器来计算针对至少一个卫星的宽巷不确定度跳跃δ Nw,并且将针对至少一个卫星的所述宽巷不确定度跳跃 δ Nw与针对至少一个卫星的对应的几何无关不确定度跳跃δ Ngf相结合，从而得到针对至少一个卫星的无电离不确定度跳跃SNif。
43.如权利要求26-40中之一所述的设备，其中调节所述桥接估计器来将针对至少一个卫星的无电离不确定度跳跃δ Nif与根据跳跃前历元所估计的对应的无电离不确定度 Nifl相结合，从而得到针对至少一个卫星的更新的无电离不确定度Nif2。
44.如权利要求26-40中之一所述的设备，其中调节所述桥接估计器来估计更新的接收机天线位置。
45.如权利要求44所述的设备，其中调节所述桥接估计器来计算针对至少一个卫星的宽巷不确定度跳跃δ Nw。
46.如权利要求45所述的设备，其中调节所述桥接估计器以便根据针对至少一个卫星的宽巷不确定度跳跃S Nw来确定接收机天线位置跳跃(δ X，δ Y，δ Ζ)。
47.如权利要求46所述的设备，其中调节所述桥接估计器来将接收机天线位置跳跃 (δΧ，δ Y，δ Ζ)与跳跃前接收机天线位置(XnYpZ1)相结合，从而得到更新的接收机天线位置(X2，Y2, Z2)。
48.如权利要求1-47中之一所述的设备，其中调节所述浮动参数更新器来用针对至少一个卫星的对应的更新的无电离不确定度Mf2替代根据跳跃前历元所估计的至少一个无电离不确定度Nifl。
49.如权利要求1-47中之一所述的设备，其中调节所述浮动参数更新器来用更新的接收机天线位置(X2，Y2, Z2)替代根据跳跃前历元所估计的接收机天线位置(X1, Y1, Z1)。
50.如权利要求1-49中之一所述的设备，其中所述递归滤波器将更新的浮动参数与用于随后的历元的输入数据一起使用来估计用于随后的历元的浮动参数。
51.一种包括根据权利要求26-50中之一所述的设备的GNSS接收机。
52.一种计算机程序，包括配置成在计算机处理单元上运行时执行根据权利要求1-25 中之一所述的方法的指令。
53.一种计算机可读介质，包括根据权利要求52所述的计算机程序。
全文摘要
一种确定GNSS接收机天线的位置的方法，包括步骤针对多个历元的每一个获取输入数据，所述输入数据包括GNSS卫星的至少时钟和位置信息的信号的GNSS接收机天线处的观测值。随后估计来自每个历元的输入数据的状态矢量的浮动参数。所述浮动参数包括接收机天线位置、接收机时钟和每个卫星的至少一个不确定度。检测从一个历元到另一个历元的至少一个卫星的至少一个不确定度中的跳跃。随后估计来自至少一个历元的输入数据和来自所估计的浮动参数的桥接参数。所述桥接参数包括足以更新所述浮动参数以补偿所述跳跃的值，并且随后使用所述桥接参数来更新所述浮动参数。
文档编号G01S19/43GK102171583SQ200980139502
公开日2011年8月31日 申请日期2009年10月5日 优先权日2008年10月6日
发明者R·莱昂德罗 申请人:天宝导航有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
