衛星定位和精度因子的改進方法

陳燦輝 張曉林

(北京航空航天大學 電子信息工程學院,北京 100191)

衛星定位和精度因子的改進方法

陳燦輝 張曉林

(北京航空航天大學 電子信息工程學院,北京 100191)

在衛星導航定位系統中,在精度因子計算和采用最小二乘法進行定位求解時,傳統上采用測量矩陣直接求逆方法來進行.為了克服矩陣求逆帶來的計算量大和數值穩定性差的不足,利用測量矩陣的對稱正定性,提出了一種基于矩陣 UTDU分解的定位解算和精度因子計算方法.改進方法具有嚴格的數學理論基礎,保證了方法的正確性和有效性.數值分析結果表明,相對直接求逆的傳統方法而言,在定位解算時,該方法能降低約 60%的運算量,而在精度因子計算中,約能降低 36%的運算量.且改進方法能大大降低求解矩陣的條件數,提高了求解的數值穩定性.

衛星導航;最小二乘;解算;精度因子;矩陣分解

全球導航衛星系統(GNSS,Global Navigation Satellite System)是一種以空間衛星為基礎的無線電導航與定位系統,該系統能為全世界任何地方的用戶全天候、全時間、連續和實時地提供三維位置、速度和時間 (PVT,Position,Velocity and Time)信息.由衛星導航定位系統確定的位置和時間的精度取決于各種因素錯綜復雜的相互作用.粗略來講,基于偽距的定位精度可以表示為精度因子(DOP,Dilution of Precision)和偽距誤差的乘積[1-3].為了提高定位精度,必須選擇精度因子小的衛星星座進行定位,計算精度因子是定位解算中必不可少的過程.另外,在采用 GNSS進行導航定位時,由于可……