测绘学报 | 毛飞宇,龚晓鹏,辜声峰,等:北斗三号卫星导航信号接收机端伪距偏差建模与验证( 二 )


1 数学方法与模型
1.1 GNSS基本观测方程
传统的GNSS观测模型将硬件延迟分为接收机端与卫星端两部分 , 表达式如下
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式中 , PriSΦriS分别表示以米为单位的伪距和载波相位观测值;ρr表示站星几何距离;c为光速;δtS分别是接收机端和卫星端硬件延迟;TSii和NriS分别表示波长和载波相位整周模糊度;εriSξriS分别为伪距和载波相位观测量的噪声 。 当考虑伪距观测值存在与接收机类型相关的伪距偏差时 , 式(1)中的伪距观测方程可转化为如下形式
式中 , btype(r),iS在相同类型的接收机间是相等的 , 显然 , 它与bri和b是线性相关的 , 如不增加约束条件 , 难以直接分离 。 1.2 接收机伪距偏差建模方法
为改正不同接收机原始频率的btype(r),iS , 并且避免电离层延迟的影响 , 本文通过文献[21]中提出的使用无电离层(IF)组合、MW组合[23-24]及无电离层、无几何距离(IFGF)伪距组合方法对其进行计算 , 表达如下
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(3)
式中 , Pr, IF(ij)S、MWrc(ij)SPr, IFGF(ijk)S分别代表伪距IF组合观测值、MW组合观测值及伪距IFGF组合观测值;λMW(ij)表示MW组合观测值的波长;系数
,
;噪声部分经平滑可以忽略 。 将式(1)的相位观测值和式(2)代入式(3) , 为简化方程 , 设
, 即可构成式(4)
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(4)
式中 ,
为宽巷模糊度 , 但仍存在一些与伪距偏差无关的未知项 , 因此无法直接解算 , 仍需进一步处理
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cal=ρ+c(δtrSSS由固定的测站坐标和卫星精密轨道钟差产品可以确定 , 对流层干延迟部分αS·Tr, dryZ通过模型进行改正 , δtr、对流层湿延迟Tr, wetS可在PPP解算时估计得到 , 通过解算得到伪距残差便可以确定IF组合的伪距偏差biasr, IF(ij)S;round(·)表示四舍五入取整操作;由于伪距偏差与卫星端和接收机端硬件延迟线性相关 , 无法直接分离btype(r),i , 通过选择一个参考站 , 将其他测站与参考站作差 , 以消除卫星端硬件延迟式中 , Δbias(ref,