固定基线约束的低成本GNSS测向方法

刘子奇; 臧欣蕊; 贾春; 李阳; 于宛灵

doi:10.13203/j.whugis20220572

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固定基线约束的低成本GNSS测向方法

大地测量学与测量工程 | 更新时间：2026-11-05

- 固定基线约束的低成本GNSS测向方法
- Low-Cost GNSS Heading Determination with Fixed Baseline Constraints
- 武汉大学学报（信息科学版） 2025年50卷第7期页码：1321-1327
- 作者机构：
  
  1.哈尔滨工程大学智能科学与工程学院,黑龙江哈尔滨，150001
  2.中国船舶航海保障技术实验室,天津，300131
  3.中国舰船研究设计中心,湖北武汉,430064
- 作者简介：
  
  刘子奇，硕士，研究方向为卫星导航定位技术与人工智能技术。Liuziqi010528@163.com
  贾春，讲师。jiachun@hrbeu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2021YFB3901300);国家自然科学基金(61773132;61633008;61803115;62003109);工业和信息化部145项高技术船舶创新项目;黑龙江省杰出青年科研基金(YQ2020F009);中央高校基本科研业务费专项资金(3072022JC0401;3072019CF0401;3072020CFT0403);中国船舶航海保障技术实验室开放基金(2022010103)
- DOI：10.13203/j.whugis20220572
  中图分类号： P228
- 收稿：2023-11-22，
  
  纸质出版：2025-07-05
- 稿件说明：
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刘子奇,臧欣蕊,贾春，等.固定基线约束的低成本GNSS测向方法[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(7):1321-1327.

LIU Ziqi,ZANG Xinrui,JIA Chun,et al.Low-Cost GNSS Heading Determination with Fixed Baseline Constraints[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(7):1321-1327.
刘子奇,臧欣蕊,贾春，等.固定基线约束的低成本GNSS测向方法[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(7):1321-1327. DOI：,10.13203/j.whugis20220572

LIU Ziqi,ZANG Xinrui,JIA Chun,et al.Low-Cost GNSS Heading Determination with Fixed Baseline Constraints[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(7):1321-1327. DOI：,10.13203/j.whugis20220572

摘要

全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）测向是导航领域提供航向信息的重要手段。高性能GNSS测向产品精度可达0.20°/m，满足多数应用领域的需求，但其高昂的万元级成本阻碍了大众市场推广。而低成本GNSS接收机的观测量冗余度与质量均弱于高性能GNSS接收机，导致其测向精度与可靠性易受复杂环境影响。为提升低成本GNSS测向性能，提出了固定基线约束的低成本GNSS测向方法。该方法利用双天线间固定基线约束信息，基于几何基线后验方差-协方差信息构建实时动态检验阈值，可有效增加整周模糊度解算成功率，从而提升低成本GNSS测向的精度与可靠性。通过实测动态数据对所提方法进行测试，与传统方法对比，整周模糊度固定成功率提升了7.4%，达到了0.40°/m的测向精度。

Abstract

Objectives

Global navigation satellite system (GNSS) heading determination is an important technology in the field of navigation. At present

the accuracy of high-performance GNSS heading determination receivers can reach 0.2°/m

which can satisfy the requirements of most applications

but the cost of 10 000 yuan hinders the mass market promotion. However

the observation redundancy and quality of the low-cost GNSS receivers are weaker than those of the high-performance GNSS receiver

which makes the heading determination accuracy and reliability of the low-cost GNSS receiver vulnerable to complex environments.

Methods

In order to improve the performance of low-cost GNSS heading determination

a low-cost GNSS heading determination method with fixed baseline constraints is proposed. The method deploys fixed baseline constraints between the dual antennas and constructs real-time dynamic detection thresholds based on a posteriori variance-covariance of geometric baseline

which can effectively increase the success rate of integer ambiguity resolution

thus improving the accuracy and reliability of low-cost GNSS heading determination.

Results

The proposed method was tested with real kinematic data. Compared to the traditional methods

the success rate of the integer ambiguity resolution was improved by 7.4%

and the heading determination accuracy of 0.40°/m was achieved.

Conclusions

It is shown that the low-cost GNSS vectoring method with fixed baseline constraints can effectively increase the success rate of whole-period ambiguity solution and improve the accuracy and reliability of low-cost GNSS vectoring.

关键词

Keywords

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