北斗、gps及glonass基線向量聯(lián)合解算的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法，包括：S1.抓取衛(wèi)星接收機接收的觀測數(shù)據(jù)，對所述的觀測數(shù)據(jù)進行預處理；所述觀測數(shù)據(jù)包括相位累加值；S2.計算所述的觀測數(shù)據(jù)的浮點解，通過所述的浮點解獲得精確的整周模糊度，從而計算出載波觀測固定解值；S3.根據(jù)以下的雙差觀測方程來建立模型，以消除衛(wèi)星和衛(wèi)星接收機鐘差誤差。本發(fā)明還公開了一種北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的系統(tǒng)。本發(fā)明提供的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法和系統(tǒng)可以將北斗二代、GPS和GLONASS的數(shù)據(jù)處理方式統(tǒng)一起來，這種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理方式即可以單獨處理這三種系統(tǒng)，也可以聯(lián)合處理它們的組合。
【專利說明】北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航基線向量的領(lǐng)域，特別涉及一種北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法以及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]早在20世紀90年代初，隨著GLONASS的不斷發(fā)展，學術(shù)界關(guān)于GPS和GLONASS高精度聯(lián)合處理方法的論文就不斷被發(fā)表出來。Leica (1998)分析了 GLONASS載波差分的特點及處理方法。對于載波單差方程，GPS和GLONASS的模型是相同的，而對于載波雙差，兩者卻存在差別。主要的原因是GLONASS每顆衛(wèi)星的載波波長互不相同，導致在處理載波雙差觀測方程時要相對復雜一些。Leica (1998)提出了幾種處理策略，一種是以周為單位表達載波雙差方程，用接收機鐘差來改正因頻率偏差導致的額外項；一種是以米為單位表達載波雙差方程，接收機鐘差通過雙差抵消了，但仍然留下了參考衛(wèi)星單差模糊度的影響，通過單差模糊度的概略值來改正這種影響，達到保留模糊度的整周特性；還有一種方法是將衛(wèi)星的頻率統(tǒng)一到一個相同的值，以達到保留模糊度整周性的目的，但這種方法的波長很短，幾乎不可能得到固定解。
[0003]Heinz Habrich (1999)詳細介紹了 GPS/GL0NASS組合在高精度大地測量中的應用，并提出了一種遞歸模糊度固定方法。首先固定波長差較小的雙差模糊度，因為波長差越小，參考星的單差模糊度的影響就越小。然后利用固定的雙差模糊度來反算單差模糊度，得到精度較高的值，再固定波長差較大的雙差模糊度。
[0004]現(xiàn)在，北斗、GPS(Global Navigation Satellite System)，GLONASS 是分別由中國、美國和俄羅斯建立的全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，特指北斗二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)。隨著中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)北斗二代的不斷完善，GNSS高精度數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域?qū)Χ嘞到y(tǒng)數(shù)據(jù)融合處理的要求顯得越來越迫切。同時，出于保密安全的考慮，也需要國內(nèi)GNSS廠家能提供單獨處理北斗二代靜態(tài)數(shù)據(jù)的隨機靜態(tài)基線處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決以上的問題，本發(fā)明提供北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法和系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明公開了一種北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法，包括:
[0007]S1.抓取衛(wèi)星接收機接收的觀測數(shù)據(jù)，對所述的觀測數(shù)據(jù)進行預處理；所述觀測數(shù)據(jù)包括相位累加值；
[0008]S2.計算所述的觀測數(shù)據(jù)的浮點解，通過所述的浮點解獲得精確的整周模糊度，從而計算出載波觀測固定解值，
[0009]S3.根據(jù)以下的雙差觀測方程來建立模型，以消除衛(wèi)星和接收機鐘差誤差:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法，其特征在于，包括: 51.抓取衛(wèi)星接收機接收的觀測數(shù)據(jù)，對所述的觀測數(shù)據(jù)進行預處理；所述觀測數(shù)據(jù)包括相位累加值； 52.計算所述的觀測數(shù)據(jù)的浮點解，通過所述的浮點解獲得精確的整周模糊度，從而計算出載波觀測固定解值； 53.根據(jù)以下的雙差觀測方程來建立模型，以消除衛(wèi)星和衛(wèi)星接收機鐘差誤差:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法，其特征在于，所述的預處理操作包括:衛(wèi)星位置計算、單差殘差生成、周跳探測、周跳修復。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法，其特征在于，所述的模糊度參數(shù)選取單差模糊度，而非雙差模糊度，模糊度固定采用標準的LAMBDA算法，將浮點模糊度矢量及其方差協(xié)方差陣作為參數(shù)傳遞給LAMBDA算法，LAMBDA算法經(jīng)過模糊度去相關(guān)和模糊度搜索便可以得到模糊度固定解的候選值，及候選值對應的殘差，使用殘差來計算一個RATIO值，根據(jù)此RATIO值來判斷模糊度是否固定成功，使用標準的經(jīng)驗值3來作為判斷的閾值，當計算的RATIO值大于3時，認為模糊度固定成功。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的方法，其特征在于，所述固定解值計算過程為:將浮點解的數(shù)學模型中的模糊度參數(shù)去掉，剩下的作為固定解求解的觀測方程，根據(jù)數(shù)據(jù)預處理階段得到的殘差和模糊度的固定值，列出固定解的觀測方程，并利用最小二乘原理，得到固定解及其方差協(xié)方差陣。
5.一種北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的系統(tǒng)，包括多個衛(wèi)星，多個測量站，每個測量站上均安裝衛(wèi)星接收機，所述的衛(wèi)星接收機與處理中心模塊相連，其特征在于，所述的處理中心模塊具有統(tǒng)一的北斗、GPS和GLONASS三種系統(tǒng)的觀測方程算法的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的系統(tǒng)，其特征在于，所述的北斗、GPS和GLONASS三種系統(tǒng)的觀測方程算法的裝置包括: 第一單元，用于抓取衛(wèi)星接收機接收的觀測數(shù)據(jù)，對所述的觀測數(shù)據(jù)進行預處理；所述觀測數(shù)據(jù)包括相位累加值； 第二單元，用于計算所述的觀測數(shù)據(jù)的浮點解，通過所述的浮點解獲得精確的整周模糊度，從而計算出載波觀測固定解值；第三單元，用于根據(jù)以下的雙差觀測方程來建立模型，以消除衛(wèi)星和衛(wèi)星接收機鐘差誤差:
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的系統(tǒng)，其特征在于，所述的GPS有32顆衛(wèi)星，北斗有14顆衛(wèi)星，GLONASS有24顆衛(wèi)星。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6任一項所述的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的系統(tǒng)，其特征在于，所述的衛(wèi)星接收機與處理中心模塊通過網(wǎng)絡相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的系統(tǒng)，所述的網(wǎng)絡包括WIF1、3G、藍牙以及局域網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的北斗、GPS及GLONASS基線向量聯(lián)合解算的系統(tǒng)，其特征在于，所述的處理中心模塊還包括顯示單元，所述的顯示單元包括IXD/LED顯示屏。
【文檔編號】G01S19/01GK104007447SQ201310063025
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】文述生, 王江林 申請人:廣州南方衛(wèi)星導航儀器有限公司, 廣州南方測繪儀器有限公司