精密单点定位场景下基于动态多路径半天球图模型的多径效应抑制

摘要

【目的】多径效应作为伪距和载波相位观测过程中的主要误差来源之一，严重影响复杂环境下的精密单点定位精度。传统多路径半天球图模型（Multipath Hemispherical Map,MHM）对接收机周围的多径误差进行建模用于后续观测日的多径实时校正时，提高残差划分网格的分辨率不仅增大了计算成本，也使得许多网格中的残差数量太少从而导致残差均值结果可靠性下降。针对该问题，提出动态多路径半天球图模型（Dynamic Multipath Hemispherical Map,D-MHM）进行两次多径建模。【方法】设置残差阈值来保证网格的残差数量充足，第一次建模使用较高分辨率网格建模得到高精度多径校正值，第二次建模时对不满足阈值未被建模的区域使用较低分辨率网格进行建模，避免多径校正时因对应网格的校正值缺失而导致多径校正率下降的问题。首先介绍了从观测结果中提取多径残差的过程，然后探究了网格分辨率等参数对D-MHM建模效果的影响，最后评估了它在多径残差校正率和定位精度改善方面的性能。【结果】实验结果表明，相较于MHM，使用D-MHM模型在多径残差的校正性能方面可以提升大约7.7%，东、北、天三向的定位精度改善效果分别可以提升8.1%、5.6%、6.7%。该方法在接收机周围的信号环境探测与地震波监测等领域也有重要价值。

关键词

GNSS / 精密单点定位 / 多路径效应 / 残差阈值 / 动态模型