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全球定位系统

高度约束MHE算法在伪距单点定位中的应用

孙淑光 杨祥源 陈万通 张巨联 刘庆 任诗雨

孙淑光, 杨祥源, 陈万通, 张巨联, 刘庆, 任诗雨. 高度约束MHE算法在伪距单点定位中的应用[J]. 全球定位系统, 2022, 47(2): 21-26, 89. doi: 10.12265/j.gnss.2021092601
引用本文: 孙淑光, 杨祥源, 陈万通, 张巨联, 刘庆, 任诗雨. 高度约束MHE算法在伪距单点定位中的应用[J]. 全球定位系统, 2022, 47(2): 21-26, 89. doi: 10.12265/j.gnss.2021092601
SUN Shuguang, YANG Xiangyuan, CHEN Wantong, ZHANG Julian, LIU Qing, REN Shiyu. Application of moving horizon estimation method for altitude constrained pseudo-range single-point positioning[J]. GNSS World of China, 2022, 47(2): 21-26, 89. doi: 10.12265/j.gnss.2021092601
Citation: SUN Shuguang, YANG Xiangyuan, CHEN Wantong, ZHANG Julian, LIU Qing, REN Shiyu. Application of moving horizon estimation method for altitude constrained pseudo-range single-point positioning[J]. GNSS World of China, 2022, 47(2): 21-26, 89. doi: 10.12265/j.gnss.2021092601

高度约束MHE算法在伪距单点定位中的应用

doi: 10.12265/j.gnss.2021092601
基金项目: 国家自然科学基金资助(61901477);天津市教委科研计划项目(2020KJ011);中国民航大学民航航班广域监视与安全管控技术重点实验室开放资金资助(202005)
详细信息
    作者简介:

    孙淑光:(1970—),女,双硕士,教授,研究方向为民航导航新技术

    杨祥源:(1997—),男,硕士,研究方向为卫星导航与单点定位

    陈万通:(1986—),男,博士,副教授,研究方向为卫星导航与相对定位

    张巨联:(1984—),女,硕士,工程师,研究方向为航空电子电气系统适航理论研究

    刘庆:(1985—),男,硕士,高级工程师,研究方向为航天测控和卫星导航

    任诗雨:(1987—),女,博士,讲师,研究方向为卫星通信与认知无线电

    通讯作者:

    陈万通 E-mail: chenbnu@126.com

  • 中图分类号: P228.4

Application of moving horizon estimation method for altitude constrained pseudo-range single-point positioning

  • 摘要: 针对目前全球卫星导航系统(GNSS)中伪距单点定位(SPP)技术的定位精度已不能满足现代大多数应用场景的需求,提出了一种附加高度约束的滚动时域估计(MHE)算法,以此来改善SPP的定位性能. 附加高度约束的MHE算法是将接收机的位置高度作为非线性约束加入到SPP的估计参数中,并采用近似MHE算法来进一步提高定位精度的优化算法. 结果表明:高度约束的MHE滤波比传统最小二乘(LS)的滤波具有更好的平滑特性,同时随其视窗大小的增加,其定位精度得到了进一步改善. 验证了附加高度约束MHE方案的有效性、可行性,所得结果对SPP的实际应用具有重要的参考意义.

     

  • 图  1  三种方案在XYZ方向上的定位误差比较

    图  2  动态数据收集站点

    图  3  动态接收机运动轨迹

    图  4  三种方案在XYZ方向上的定位误差比较

    表  1  不同方案的处理时长 s

    实验方案LSMHE-窗口长度
    MHE-2MHE-4MHE-6
    处理时长0.060 30.170 90.454 20.926 7
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    表  2  SPP定位误差RMS值

    实验方案LS/mMHE-2/mMHE-4/m
    X1.110.210.20
    Y3.230.910.87
    Z1.010.230.26
    3D3.560.960.93
    3D定位改善/%-73.0381.46
    下载: 导出CSV

    表  3  SPP定位误差RMS值

    实验方案LS/mMHE-2/mMHE-4/m
    X3.812.531.95
    Y7.314.703.23
    Z4.143.112.26
    3D9.226.184.39
    3D定位改善/%-33.0052.40
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-26
  • 网络出版日期:  2022-04-13

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