### 基于值域的多约束GNSS单频单历元定姿新算法
#### 摘要
本文提出了一种新的基于值域的多约束GNSS单频单历元定姿算法，旨在解决多天线GNSS系统在进行单频单历元姿态测量时遇到的问题。该算法通过引入姿态约束条件来优化模糊度搜索空间，从而有效提高了模糊度的搜索效率及固定效率，并确保了较高的测量精度。
#### 研究背景与意义
传统的单频单历元姿态测量技术虽具备实时性强、成本低等优点，但由于模型强度较弱，处理整周模糊度时存在较大挑战。通过引入多个接收天线，不仅可以增强解算模型的稳定性，还能够实现载体的航向角、俯仰角和横滚角的全姿态测量，因此成为航空工程领域的一大研究热点。
#### 算法原理与特点
本算法的核心在于将姿态约束融入到值域搜索模型中，具体步骤如下：
1. **值域搜索模型构建**：根据接收信号的特点和多天线配置，建立值域搜索模型。这一模型考虑到了姿态测量中的多种约束条件，包括但不限于载体的姿态变化范围等。
2. **姿态约束条件推导**：在构建好的值域搜索模型基础上，利用载体的姿态约束条件推导出搜索步长。这一过程充分利用了载体运动特性的先验知识，有助于精确确定模糊度的搜索空间。
3. **模糊度搜索空间确定**：通过三维姿态域的搜索确定模糊度的搜索空间。相比于传统方法，这种方法能更有效地缩小搜索范围，降低计算复杂度。
4. **基于最优条件姿态解的非迭代近似估计**：最后一步是利用基于最优条件姿态解的非迭代近似估计方法来固定模糊度。这种方法避免了传统迭代算法可能带来的计算量过大问题，同时确保了解的准确性。
#### 实验验证与结果分析
通过对实验数据的分析，可以明显看出新算法的有效性和优越性。与原有方法相比，新算法在模糊度搜索效率上提高了约65.8%，而在固定模糊度效率方面更是提高了约95.3%。此外，该算法还能实现GNSS单频单历元下的模糊度固定和载体全姿态测量，且正确率较高，与标准迭代算法性能相当。
#### 关键技术与创新点
1. **多约束条件下的值域搜索**：通过将姿态约束条件融入搜索模型，有效地减少了搜索空间，提高了搜索效率。
2. **最优条件姿态解的非迭代近似估计**：采用非迭代近似估计方法固定模糊度，不仅降低了计算复杂度，还保持了较高的精度。
3. **全姿态测量的实现**：本算法能够实现载体的航向角、俯仰角和横滚角的全姿态测量，这对于实际应用尤其是航空工程领域来说非常重要。
#### 结论
基于值域的多约束GNSS单频单历元定姿新算法通过引入姿态约束条件优化模糊度搜索过程，极大地提高了搜索效率和固定效率，同时也确保了较高的测量精度。这一研究成果对于推动GNSS技术在航空工程领域的应用具有重要意义。未来的研究可进一步探索如何在更复杂的环境中应用该算法，以及如何进一步提高算法的鲁棒性和适应性。
