Page 33 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期
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第 50 卷第 6 期            祝会忠等：灾害环境下低成本终端 BDS 高精度应急定位方法                                 1055


                munication  method,  which  reduces  the  pressure  of  user  data  transmission,  and  can  generate  more  dense
                grid points in the emergency positioning area according to the demand. The robust adaptive filtering model
                is  used  to  improve  the  performance  of  emergency  positioning  in  disaster  environment.  A  quartile  robust
                adaptive Kalman filtering method is proposed, which conforms to the low-cost terminal characteristics of di‑
                saster emergency environment. This method does not need to standardize the innovation vector. By using
                the quartile method to dynamically determine the threshold, the robust model is established and the varian‑
                ce expansion factor is obtained. According to the robust weight function, the weight of the observed value
                is adjusted reasonably, which can effectively eliminate the gross error and improve the positioning accuracy.
                Results: The measured observation data are used to verify and analyze the BDS enhanced positioning algo‑
                rithm in disaster emergency environment. The results show that in the static mode, the planar accuracy and
                elevation accuracy of the low-cost terminal can both be controlled within 0.2 m, which is an improvement
                of 58.9% and 52.4% respectively compared to the conventional enhanced positioning algorithm; in the dy‑
                namic mode, the improvements in the east, north, and up directions of the low-cost terminal are 0.09 m,
                0.14 m, and 0.26 m respectively. Conclusions: The experimental results show that the proposed method
                can achieve real-time dynamic centimeter-level high-precision positioning in disaster environment.
                Key words： disaster environment； grid transformation； augmented positioning； robust estimation； BDS

                    应急救援定位技术的发展关系到救援人员                          应 切 换 滤 波 定 位 算 法 ，并 使 用 智 能 终 端 进 行 实
                和受害人员的生命安全。随着社会经济的持续                            测，结果表明该算法可以有效提升定位精度及模
                发展和应急救援技术的快速进步，北斗卫星导航                           糊度固定率。文献［7］提出了一种相位历元差分
                系统（BeiDou satellite navigation system， BDS）定    约束载体位置的滤波算法，有效平滑了小米 8 智
                位技术在应对地震、洪水、飓风、山体滑坡、火灾、                         能手机的伪距噪声，在行人和车载实验中，平面
                建筑倒塌、交通事故等各类灾害应急环境中的作                           精度分别达到了 0.65 m 和 1.03 m。文献［8］将智
                用日益凸显。用户对位置信息的需求日渐提升，                           能手机与便携式外接贴片天线相连接获取卫星
                从当初的测量型接收机用户发展为越来越多的                            观测值，解决了智能手机接收信号弱的问题，增
                低成本智能终端用户群体，低成本接收设备凭借                           加了定位数据的固定解，并采用相对定位模式解
                其低成本、便携式、体积小等优势成为了 BDS 定                        算 ，获 得 了 较 高 的 定 位 精 度 ，模 糊 度 固 定 率 在
                位技术的主流硬件设备之一。基于此，BDS 多频                         90% 以上。文献［9］介绍了一种基于智能终端的
                段的融合数据处理在提升定位精度和稳定性的                            非差误差改正数的相位平滑方法，在智能终端中
                基 础 上 ，进 一 步 增 强 了 低 成 本 终 端 的 定 位 服 务          融合了增强定位数据处理方法，结果表明该方法
                性能。                                             可实现优于 1 m 的高精度定位。以上研究主要以
                    低成本终端的算法改进研究较多，文献［1］                        低成本不同定位模式下的算法改进为主，而对低
                分析了关于低成本接收终端的 GPS 单频伪距单                         成本终端在灾害应急环境下的研究较少。
                点定位评估，结果表明低成本智能终端能够提供                               在 应 急 情 况 下 ，BDS 用 户 可 能 面 临 信 号 干
                米级精度的定位数据。文献［2］对低成本终端的                          扰、定位精度不足、参考站受损导致增强定位信
                单频精密单点定位进行了分析，结果表明智能终                           息失效等问题。这些问题会影响应急定位服务
                端能够实现分米级的定位精度。文献［3］通过改                          的 效 率 和 准 确 性 ，给 灾 害 救 援 工 作 带 来 一 定 困
                进低成本智能终端的精密单点定位模式，使水平                           难。相较于测量型接收机，低成本终端硬件质量
                方向定位精度稳定在 0.81 m 左右，高程方向定位                      较差，使得采集的数据受观测噪声、多路径效应、
                精度稳定在 1.65 m 左右。除单点定位算法，相对                      粗差等影响质量有一定的差距，利用常规算法难
                定位算法也被重点研究，其中的实时动态测量技                           以持续实现高精度定位。增强定位用户高精度
                            ［4］
                术为主要方法 。文献［5］采用方差分量估计方                          定位依赖于参考站网的误差改正数，但也存在长
                式对伪距与载波的随机模型进行重新确定，并研                           距 离 参 考 站 被 破 坏 无 法 生 成 误 差 改 正 数 的 情
                究了其时间相关性，使低成本终端 u-blox M8T 外                    况 ［10］ 。此时，利用较远的参考站进行误差改正数
                接专业接收机天线达到了跟专业接收机相同的                            的用户定位，用户端大气延迟误差不能得到很好
                定位精度。文献［6］提出了一种速度约束的自适                          的消除，增加了灾害应急环境下低成本终端的定
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