改进LAMBDA算法实现GPS整周模糊度快速解算
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2020-04-30
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第 36 卷第 8 期 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2017年 8 月
Vo l . 3 6
No.8 Journal of Liaoning Technical University（Natural Science） Aug. 2017
收稿日期：2016-02-27
基金项目：国家自然科学基金（41474020；41504010）；测绘地理信息公益性行业科研专项（201512012）
作者简介：王建敏（1973-），男，甘肃 酒泉人，副教授，主要从事空间大地测量数据处理和变形监测等方面的研究. 本文编校：焦丽
辽宁工程技术大学学报（自然科学版)网址：http://202.199.224.158/ http://xuebao.lntu.edu.cn/
王建敏, 马天明, 祝会忠.改进 LAMBDA 算法实现 GPS 整周模糊度快速解算[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学
版),2017,36(8):840-845.doi:10.11956/j.issn.1008-0562.2017.08.011
WANG Jianmin,MA Tianming,ZHU Huizhong.Rapid resolution of GPS integer ambiguity realized by improved LAMBDA
algorithm[J].Journal of Liaoning Technical University(Natural Science),2017,36(8):840-845. doi:10.11956/j.issn.1008-0562.2017.08.011
改进 LAMBDA 算法实现 GPS 整周模糊度快速解算
王建敏，马天明，祝会忠
（辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000）
摘 要：针对 LAMBDA 算法在实时解算 GPS 整周模糊度过程中存在模糊度浮点解偏差大、搜索范围大的缺点，
采用 Tikhonov 正则化改进 LAMBDA 算法，对宽巷双差观测方程和 L1 双差观测方程中未知参数的系数矩阵进行
奇异值(USV)分解，用分解后的协方差矩阵替换经典 LAMBDA 算法的协方差矩阵进行整周模糊度的搜索，该算
法提高了模糊度浮点解的精度，缩小了模糊度的搜索范围.为了验证本文算法的正确性，对实测 GPS 基线观测数
据进行了实验分析.结果表明：改进后的 LAMBDA 算法模糊度浮点解精度显著提高，改进后的 LAMBDA 算法
模糊度固定成功率可以达到 100%，可以无需初始化时间即可固定模糊度整数解，快速实现厘米级定位.
关键词：GPS；模糊度；LAMBDA；正则化；浮点解
中图分类号：P 228.1 文献标志码：A 文章编号：1008-0562(2017)08-0840-06
Rapid resolution of GPS integer ambiguity realized by
improved LAMBDA algorithm
WANG Jianmin, MA Tianming, ZHU Huizhong
(School of Geomatics, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)
Abstract: LAMBDA algorithm has the disadvantages of large deviation and large searching range for float solution of
ambiguity in the process of GPS integer ambiguity resolution. This paper improved LAMBDA algorithm by using
Tikhonov regularization. The singular value decomposition of the coefficient matrix of unknown parameters is
performed for wide lane double difference observation equation and L1 double difference observation equation. The
covariance matrix is used to replace the covariance matrix of the classical LAMBDA algorithm for searching integer
ambiguity. The algorithm improves the precision of the ambiguity of floating point solution, and reduces the searching
range of the ambiguity. In order to verify the correctness of the algorithm, experimental analysis was carried out on the
measured GPS baseline data. The results show that the improved LAMBDA algorithm can improve the precision of the
floating point solution, the fixed success rate of the improved LAMBDA algorithm can reach 100%, and the integer
solution of the ambiguity can be fixed without initialization time, which realizes the centimeter level positioning rapidly.
Key words: GPS; ambiguity; LAMBDA; regularization; float solution
0 引言
在全球卫星定位系统（Global Positioning
System,GPS）高精度定位中，通常用到载波相位差
分技术进行快速定位，而载波相位整周模糊度的准
确固定是 GPS 定位中的核心问题，也是难点所在
[1-2]
.
当前在求解模糊度方面存在很多算法，如：整数最
小二乘法、置信区间法、快速模糊度解算法（Fast
Ambiguity Approach,FARA）
[3-4]
、最小二乘模糊度
降相关平差法（Least-square Ambiguity Decorrelation
Adjustment,LAMBDA ）等，在众多算法当中，
LAMBDA 算法被认为是效果最好，应用也最广泛
的一种算法.但是，该算法存在模糊度浮点解偏差
大、搜索范围大的缺点，所以需要对 LAMBDA 算
法作进一步的改进，以获得更高精度的整周模糊度
的浮点解和提高模糊度固定的正确率.本文提出了
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