恭喜南京师范大学曹新运获国家专利权
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龙图腾网恭喜南京师范大学申请的专利一种基于并行计算的实时北斗相位小数偏差快速估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115561793B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211076810.6,技术领域涉及:G01S19/44;该发明授权一种基于并行计算的实时北斗相位小数偏差快速估计方法是由曹新运;沈飞;葛玉龙设计研发完成,并于2022-09-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于并行计算的实时北斗相位小数偏差快速估计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于并行计算的实时北斗相位小数偏差快速估计方法,包括如下步骤:步骤1、数据流时间同步与有效性检核;步骤2、根据步骤1获得的同步实时观测值并更新外部所需文件,多测站并行计算MW平均值和无电离层组合浮点模糊度;步骤3、根据步骤2得到的多测站MW平均值,作为输入观测值,进行时变宽巷相位小数偏差快速估计;步骤4、根据步骤2得到的多测站无电离层组合浮点模糊度,作为输入观测值,进行时变窄巷相位小数偏差快速估计;步骤5、线性转换各频相位小数偏差。本发明实现了多测站网解北斗时变相位小数偏差快速估计,既提高了实时北斗相位小数偏差估计的效率,又提高了估计的北斗相位小数偏差的精度和可靠性。
本发明授权一种基于并行计算的实时北斗相位小数偏差快速估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于并行计算的实时北斗相位小数偏差快速估计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、数据流时间同步与有效性检核;步骤2、根据步骤1获得的同步实时观测值并更新外部所需文件,多测站并行计算MW平均值和无电离层组合浮点模糊度;步骤3、根据步骤2得到的多测站MW平均值,作为输入观测值,进行时变宽巷相位小数偏差快速估计;具体包括如下步骤:步骤31、以步骤2中获取的多测站MW平均值作为输入观测值,则宽巷浮点模糊度表达为: 式中,表示多测站MW平均值,λw表示宽巷波长,Bw表示接收机宽巷相位小数偏差,表示卫星宽巷相位小数偏差,Nw是对应的整周宽巷模糊度;假设共观测到q个接收机和p颗卫星,以宽巷整周模糊度和卫星、接收机宽巷相位小数偏差为估计参数,构建如下网解宽巷相位小数偏差函数模型: 式中,I表示单位矩阵,下标表示其维数,ep表示元素均为1的列向量,下标表示其行数,表示网解宽巷相位小数偏差的Kalman滤波设计矩阵;Bw,1...Bw,q为第1个到第q个接收机宽巷相位小数偏差,为第1个到第p个卫星宽巷相位小数偏差;步骤32、连续弧段的模糊度是一个不变的常数,其过程噪声应该为0,因此将连续弧段的模糊度参数设置为常数模型,由于接收机和卫星的小数偏差参数的时变特性,将接收机宽巷相位小数偏差和卫星接收机宽巷小数偏差分别设置为随机游走,其谱密度分别为1.0e-4和1.0e-6m2s,利用状态转移矩阵的对角特性,进行Kalman滤波时间更新的标量计算,即在上个历元的参数估计基础上,进行当前历元的状态预测,以实现快速的数值计算;步骤33、按照MW平滑值的中误差σmw进行升序排列,以接收机、卫星、宽巷浮点模糊度构成无向连通图,引入Kruskal最小生成树算法生成稳健的独立宽巷模糊度基准;步骤34、以宽巷模糊度基准值作为虚拟观测值,其虚拟方差设置为1.0e-9,卫星相位小数偏差设置为0,即作为约束添加至宽巷相位小数偏差网解模型,利用Kalman滤波估计每颗卫星相对于该基准约束下的宽巷相位小数偏差;步骤35、以每个测站每颗卫星MW平滑值及选择的宽巷模糊度基准值视为单个观测值,按照公式7实现Kalman滤波标量计算,避免了标准滤波存在高维矩阵求逆耗时难题;并采用OpenMP并行计算实现滤波方差-协方差矩阵的快速更新,进一步加速网解相位小数偏差计算效率; 式中,为第k个历元的第i颗卫星观测值方差,和分别表示Kalman滤波状态预测值和滤波值,和分别为状态对应的方差阵,I表示单位矩阵,kk,i表示Kalman滤波增益矩阵,lk,i表示第k个历元的第i颗卫星观测值,ak,i为公式6中矩阵该测站第i颗卫星观测值对应的行向量;步骤36、以宽巷模糊度估计值偏差为0.15周、标准差为0.15周和模糊度固定为整数的概率1000为依据,若某颗卫星按步骤35进行滤波得到的宽巷模糊度满足上述要求,则将其固定为整数,遍历所有估计的宽巷模糊度,直至无新的宽巷模糊度可以被固定为止,输出此时的卫星宽巷相位小数偏差步骤4、根据步骤2得到的多测站无电离层组合浮点模糊度,作为输入观测值,进行时变窄巷相位小数偏差快速估计;步骤5、线性转换各频相位小数偏差。
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