專利名稱：一種衛(wèi)星定位載波相位差分方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種衛(wèi)星定位載波相位差分方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)RTK(Real-Time Kinematic)是在一定區(qū)域內(nèi)布設(shè)多個(一般至少三個)基準(zhǔn)站，對本地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并使用其中全部或部分基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)估算本地區(qū)或用戶處的衛(wèi)星定位誤差信息，生成差分信息，實時用戶通過接收這些差分信息，并進(jìn)行載波相位的模糊度處理與解算，得到實時高精度的用戶三維位置信息。它可以在大范圍內(nèi)為用戶提供厘米級的實時高精度三維位置。與傳統(tǒng)的RTK技術(shù)相比，網(wǎng)絡(luò)RTK具有更高的穩(wěn)定性、可用性和成本有效性，其最大優(yōu)點是提供有效聞精度定位的范圍遠(yuǎn)超過常規(guī)RTK,隨基準(zhǔn)站網(wǎng)的布設(shè)范圍而定。網(wǎng)絡(luò)RTK的關(guān)鍵技術(shù)是如何解決載波相位的模糊度問題和消除載波相位觀測數(shù)據(jù)中的各種系統(tǒng)誤差，只有很好地解決了這些問題，才能夠保證實時用戶得到高精度的定位結(jié)果。目前網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)一般都是基于雙差模型的，雙差組合的優(yōu)點是可以很好地消除具有強(qiáng)相關(guān)性的系統(tǒng)誤差，如衛(wèi)星鐘差和接收機(jī)鐘差，而對于對流層延遲、電離層延遲等相關(guān)性不是很強(qiáng)的系統(tǒng)誤差也有明顯的消除作用，但是消除效果會隨著站間距離增長而減弱。缺點是系統(tǒng)誤差經(jīng)過了雙差組合與消除，難以對系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析；還有從非差到單差，再到雙差，這個過程是不可逆，或者這個逆過程是難以實現(xiàn)的，因此決定了雙差模式的兼容性較差，例如雙差的改正數(shù)只能用于雙差用戶，難以用于單差或者非差用戶；另外，雙差模式需要選定一個主參考站來進(jìn)行雙差組合，當(dāng)用戶在不斷運動時，可能這個基準(zhǔn)站需要不斷變化，因此會造成數(shù)據(jù)處理上的麻煩，以及不同子網(wǎng)間差分改正信息的不一致。如果在網(wǎng)絡(luò)RTK中使用非差誤差改正數(shù)，則用戶站用戶不需要選擇主參考站來進(jìn)行雙差觀測值的組合，所有基準(zhǔn)站都一樣，沒有主輔之分；一個基準(zhǔn)站上一顆衛(wèi)星的非差改正數(shù)包含所有的誤差信息；非差誤差改正能夠更準(zhǔn)確地描述區(qū)域誤差對定位的影響；各基準(zhǔn)站的改正數(shù)是獨立的，可以方便地通過網(wǎng)絡(luò)播發(fā)和接收；利用非差誤差改正數(shù)可以使網(wǎng)絡(luò)RTK的作業(yè)方式更加靈活，并且兼容性好，在用戶端可以很方便地與PPP (Pricise Point Positioning)方法統(tǒng)一，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)與PPP技術(shù)的統(tǒng)一。本發(fā)明利用基準(zhǔn)網(wǎng)向用戶提供非差載波相位觀測值的誤差改正信息，用戶利用這些非差誤差改正信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK定位，能夠?qū)崟r得到厘米級的定位精度，并且具有應(yīng)用范圍廣、兼容性好、基準(zhǔn)統(tǒng)一、用戶初始化時間短等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種衛(wèi)星定位載波相位差分方法，要解決的技術(shù)問題是如何使用非差載波相位觀測值來解決網(wǎng)絡(luò)RTK中模糊度處理和各種系統(tǒng)誤差消除，實現(xiàn)用戶厘米級網(wǎng)絡(luò) RTK定位以及與PPP用戶的統(tǒng)一。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案
一種衛(wèi)星定位載波差分方法，包括利用基準(zhǔn)站網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)獲取各基準(zhǔn)站各顆衛(wèi)星載波相位觀測值的非差誤差改正數(shù)；根據(jù)選用的基準(zhǔn)站處各顆衛(wèi)星載波相位觀測值的非差誤差改正數(shù)，計算得到用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，其中每顆衛(wèi)星的非差誤差改正數(shù)包含了載波相位觀測值的各種觀測誤差影響和模糊度信息；利用用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，進(jìn)行用戶站的高精度載波相位定位。優(yōu)選的，所述方法還具有如下特點基準(zhǔn)站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)CoC的表達(dá)式如下
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星定位載波相位差分方法，其特征在于，包括利用基準(zhǔn)站網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)獲取各基準(zhǔn)站各顆衛(wèi)星載波相位觀測值的非差誤差改正數(shù)；根據(jù)選用的基準(zhǔn)站處各顆衛(wèi)星載波相位觀測值的非差誤差改正數(shù)，計算得到用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，其中每顆衛(wèi)星的非差誤差改正數(shù)包含了載波相位觀測值的各種觀測誤差影響和模糊度信息；利用用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，進(jìn)行用戶站的高精度載波相位定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，基準(zhǔn)站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)CoC的表達(dá)式如下Corl =Pl-X^m-X1 其中，下標(biāo)i表示信號頻率，用于區(qū)分不同的頻率；下標(biāo)m表示基準(zhǔn)站的編號，用于區(qū)分不同的基準(zhǔn)站；上標(biāo)η表示衛(wèi)星編號，用于區(qū)分不同的衛(wèi)星介表示非差衛(wèi)星載波相位觀測值，單位為周；λ表示載波相位的波長，以米為單位；Ν表示非差載波相位觀測值的整周模糊度，單位為周；P表示測站與衛(wèi)星之間的幾何距離，單位為米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，用戶站用戶處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)是所選用基準(zhǔn)站相對應(yīng)該顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值的改正數(shù)與各自的擬合系數(shù)相乘后得到的數(shù)值的總和，其中全部擬合系數(shù)的總和為I。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，進(jìn)行用戶站的高精度載波相位定位，包括采用用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，對用戶站用戶非差載波相位觀測方程進(jìn)行非差誤差改正，得到用戶站用戶誤差改正后的非差載波相位觀測方程，表達(dá)式如下ΗΖ.δΧ-Κ+C· Tr'U = Λ · φ + Cor^u - piV 其中，H為用戶站上衛(wèi)星的方向余弦矩陣；δ X為用戶坐標(biāo)初值的改正數(shù)向量；P C1表示用戶到相應(yīng)衛(wèi)星的距離初值；采用所述誤差改正后的用戶站非差載波相位觀測方程，構(gòu)建至少四顆衛(wèi)星的誤差改正后的用戶站非差載波相位觀測方程，組成聯(lián)立方程組；對該聯(lián)立方程組進(jìn)行解算，得到用戶站的坐標(biāo)和修正后的接收機(jī)鐘差。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，進(jìn)行用戶站的高精度載波相位定位，包括采用用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，對用戶站用戶非差載波相位觀測方程進(jìn)行非差誤差改正，得到用戶站用戶誤差改正后的非差載波相位觀測方程，表達(dá)式如下ΗΖ.δΧ-Κ+C· Tr'U = Λ · φ + Cor^u - piV 其中，H為用戶站上衛(wèi)星的方向余弦矩陣；δ X為用戶坐標(biāo)初值的改正數(shù)向量；P C1表示用戶到相應(yīng)衛(wèi)星的距離初值；采用第一衛(wèi)星P和第二衛(wèi)星q所對應(yīng)的用戶站用戶誤差改正后的非差載波相位觀測方程，得到用戶站的單差載波相位觀測方程，表達(dá)式如下-SX-X1- NfJ = A1 · ^ + CorZq -PZ其中上標(biāo)Pq表示單差操作符，0)M= (*)p-(*)q ；采用用戶站的單差載波相位觀測方程，構(gòu)建至少四顆衛(wèi)星的用戶站的單差載波相位觀測方程，建立聯(lián)立方程組；對該聯(lián)立方程組進(jìn)行解算，得到用戶站的坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種衛(wèi)星定位載波相位差分方法。所述方法，包括利用基準(zhǔn)站網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)獲取各基準(zhǔn)站各顆衛(wèi)星載波相位觀測值的非差誤差改正數(shù)；根據(jù)選用基準(zhǔn)站處各顆衛(wèi)星載波相位觀測值的非差誤差改正數(shù)，計算得到用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，其中每顆衛(wèi)星的非差誤差改正數(shù)包含了載波相位觀測值的各種觀測誤差影響和模糊度信息；利用用戶站處各顆衛(wèi)星的非差載波相位觀測值誤差改正數(shù)，進(jìn)行用戶站的高精度載波相位定位。
文檔編號G01S19/44GK102590840SQ201210029639
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者徐愛功, 李海濤, 祝會忠, 秘金鐘, 高星偉 申請人:中國測繪科學(xué)研究院