加速PPP/INS紧组合模糊度重新收敛的新算法研究

PPP/INS组合导航不需要布设地面参考站，具有实施灵活、成本低、作业范围广等优势，代表了精密组合导航技术发展的方向。由于GPS中断不可避免，模糊度的重新快速收敛是这一技术实施的关键。由于GPS中断后，流动站准确的位置信息难以获取，而位置 参数与模糊度参数是相关的，这一问题依靠单独的动态PPP技术难以实现。.根据PPP/INS紧组合系统的特点，本项目提出一种新的思路，首先根据参数变化特点，将其分为快变化参数和慢变化参数。对于快变化参数（导航参数），利用doppler精确的测速结果内插GPS中断过程中各时刻的位置和速度，和INS进行松组合，抑制INS导航误差的积累，为模糊度的重新收敛提供比较准确的位置、速度、姿态信息；对慢变化参数，通过对其附加约束，加速模糊度的收敛。本项研究对拓展GPS/INS组合导航系统的应用领域具有重要的理论意义和实用价值。

PPP/INS组合系统不需要布设参考站就可以获取载体的精密定位定姿信息，实施灵活、成本低，作业范围广，在航空、海洋等领域具有广阔的应用前景。但是PPP/INS组合系统存在的主要问题是GNSS中断再跟踪后，PPP模糊度重新收敛需要的时间比较长，常用的DGPS/INS桥接平滑技术不适用。项目组近年来对doppler观测信息做了深入研究，由于doppler观测不存在模糊度问题且可以获得瞬时高精度速度信息，提出将doppler观测信息用在PPP质量控制、定位及PPP/INS组合模型中。已全面完成预定计划，取得了比较好的效果。.在PPP定位方面，研究了非差非组合处理模式，不仅克服组合观测噪声放大的不利条件，而且可以获得电离层、对流层等副产品信息；提出利用doppler观测辅助动态PPP周跳探测及加速模糊度重新初始化，关键是对doppler观测的精度配置合理；在PPP/INS组合系统方面，提出利用doppler测速桥接PPP中断过程中位置、速度，再和INS组合，降低整个系统的导航误差。.为了克服单天线GNSS/INS姿态精度评估不合理的问题，项目组开展了多天线GNSS/INS组合系统的研究，关键是多个天线基线解算必须达到mm级。提出附加宽巷基线分量约束的动态参考站短基线解算方案，不仅提高近似坐标的精度，而且改善单历元定位结构病态问题。多天线定姿精度为：航向角0.1度，俯仰角0.2度，横滚角0.5度。本项目研究对开展航空、远海等精密定位定姿方面的应用提供条件。