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通过INS辅助GPS信号模糊分辨率研究 张秋照，张书毕，边和芳，刘万丽 环境科学和空间信息学院 科学学院 国土环境与灾害重点实验室 监测国家测绘局 中国矿业大学 徐州 中国 摘要——集成的全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）已被应用于许多领域。为许多应用中，得到的米级的定位精度使用GPS时码测量是不够的。所以GPS决议是一个重要的信号模糊问题高GPS的高精度申请。本文重点介绍的好处INS辅助GPS模糊分辨率，引入歧义评估模糊分辨率精度稀释（ADOP）效率。定义了两种情况下的仿真来验证效果INS辅助GPS模糊分辨率和条件INS的应用进行了分析。 关键词ADOP; GPS; INS;歧义的决议; LAMBDA 一、引言 综合全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）已经应用在很多领域，例如移动测绘系统，精准农业和车辆在过去20年的导航。然而，对于许多应用程序，得到的米级的定位精度使用GPS时码测量是不够的。[1]. 这些应用程序，而不是依赖于载波相位测量。如果随后可以解决他们的载波相位模糊整型值，定位精度在厘米级的可能 [2]. 不幸的是，解决的含糊及时向它们的整数值是一个不容易的任务，尤其是在城市峡谷地带的GPS单不安频繁 [3]. 因此，它是一个很有前途的战略，使用INS可以受益的歧义分辨率（AR）的过程 [4-8]. 本文重点介绍的利益INS辅助GPS歧义分辨率，引入的定义ADOP（歧义精度稀释）[9]. 定义的模拟验证效果为INS辅助GPS AR。此外，本INS的应用条件进行了分析。 本文的其余部分安排如下：节中2，我们介绍基本的GPS模糊度解析ADOP。节中3，我们将展示GPS INS助手如何AR。在节4，我们给出了数值模拟结果及相关的分析。最后，我们给出了一个总结，结合节5适用标准。 二、GPS模糊度和ADOP A. GPS测量方程 我们认为只有一个GPS观测方程使用双差码和载波相位测量，以估计位置状态和双差载波相位模糊[10]: 式中 Φ----载波相位测量; P-----码测; f-----载波相位频率; ρ----几何范围内接收卫星; C-----真空中的光速; ---卫星时钟偏移; ----接收机时钟偏移; -----由于对流层的延迟; -----由于电离层延迟; N--------整周模糊度; -----载波相位测量噪声的效果; ----代码的测量噪声的影响。 在双差载波相位观测值使用： 式中：是卫星之间的双差接收器。 这是假设的时钟偏移的效果电离层和对流层去除双差分观测。解决歧义观察：类型码和载波相位被使用。该用于调节功能模型： 式中 代码和双差分载波相位观测向量; 功能模型矩阵代码和双差分载波相位; 坐标向量，a歧义矢量; Δ—自由组合向量代码和双差分载波相位。 而统计模型可以写成： 式中：C---协方差矩阵 变异系数（n个观察，m个参数） 辅助因子矩阵代码和双差分载波相位。 B.歧义分辨率 考虑到这一点，GPS的唯一办法歧义分辨率从概念使用的代码测量估计初始位置和模糊向量。 方法有很多歧义分辨率全球导航卫星系统的文献。其中之一是知 名最小二乘的歧义去相关调整方法（λ）发表通过Teunissen[3]。 LAMBDA方法解决了一个整数最小二乘（ILS）的问题得到估计的双差分整数含糊。它由两个阶段组成。其第一阶段是转移到一个新的原始ILS问题通过所谓的Z-变换。它的第二个阶段是超椭圆体中的定义来有哪些信誉好的足球投注网站最优估计模糊协方差矩阵[3,11]。 假设a是实值的最小二乘估计和整数参数向量和是它的方差 - 协方差是对称正定矩阵，双差整周模糊度的ILS问题： LAMBDA方法转让上述ILS问题一个新通过Z变换： 式中： 一旦整数最小二乘法估计的含糊度被选择，当然还是有是否愿意接受的解决方案。这将是明确的，一个不能期望有一个成功的验证含糊含糊不清是一个极小的精度。事实上有机会成功当精度提高含糊提高。 C.歧义精度稀释 对于成功的歧义解决它要求概率估计整数解恰逢正确的整数（模糊度成功率）是足够的高。洞察这一点的方法之一是评估ADOP（歧义精度稀释）[9]： 其中n是为了模糊方差矩阵的和 ADOP相关的体积的超椭圆体，很容易表明[12]： 式中是基线向量之间的INS输出位置和基站; 是GPS基线向量在车身框架;Φ是平台角误差向量。 协方差矩阵可表明： (10) 式中可以给导航滤波器协方差矩阵。 我们可以发现模糊浮法载体a和协方差从（4），（5）和（10）： 如果INS有足够的可以弥补GPS数据停运准确性，然后模糊协方差矩阵可以减少，从而提高了整周模糊度。 四、仿真和分析 我们设计了两个模拟案例： （1）设载