一種基于北斗三頻寬巷組合的網(wǎng)絡(luò)rtk瞬時(shí)定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于北斗三頻寬巷組合的網(wǎng)絡(luò)RTK瞬時(shí)定位方法。網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)處理中心利用CORS基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)生成并播發(fā)包含雙差對(duì)流層和電離層延遲改正信息的虛擬觀測(cè)值；用戶站利用載波、偽距組合以及分步解算的TCAR方法快速固定兩個(gè)超寬巷或?qū)捪锬：?，以得到?duì)應(yīng)觀測(cè)值噪聲最小的寬巷模糊度用于定位解算；最后利用已固定模糊度的寬巷觀測(cè)值和內(nèi)插得到的大氣延遲改正進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位解算。使用本發(fā)明提出的方法，網(wǎng)絡(luò)RTK用戶站可以實(shí)現(xiàn)單歷元準(zhǔn)確固定寬巷模糊度，從而實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)厘米級(jí)的定位。
【專利說(shuō)明】-種基于北斗三頻寬巷組合的網(wǎng)絡(luò)RTK瞬時(shí)定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)衛(wèi)星定位領(lǐng)域，特別涉及基于北斗三頻的 網(wǎng)絡(luò)RTK (Real-Time Kinematic)用戶端快速定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是目前應(yīng)用范圍最廣的GNSS精密定位技術(shù)之一，它能夠讓用戶便捷 地在較大空間范圍內(nèi)實(shí)時(shí)地獲得均勻、高精度、可靠的定位結(jié)果，已廣泛應(yīng)用于測(cè)繪、精密 導(dǎo)航等諸多領(lǐng)域。隨著GNSS技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用逐步成熟，用戶對(duì)定位結(jié)果的時(shí)效性和穩(wěn)定性 提出了更高的要求。目前在網(wǎng)絡(luò)RTK定位中，受大氣誤差內(nèi)插精度、用戶站觀測(cè)環(huán)境等因素 的影響，用戶端有時(shí)仍然會(huì)存在初始化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（如大于lmin)甚至長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法固定的情 況，而且在衛(wèi)星信號(hào)失鎖或網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)中斷后，需要進(jìn)行重新初始化，影響了網(wǎng)絡(luò)RTK定 位的時(shí)效性和連續(xù)性。
[0003] 多頻GNSS信號(hào)可以構(gòu)成具有諸多優(yōu)點(diǎn)的觀測(cè)值組合，如波長(zhǎng)較長(zhǎng)、大氣誤差延遲 因子較小等，能夠很好的削弱大氣誤差影響、提高模糊度的固定效率，因此成為GNSS領(lǐng)域 的發(fā)展熱點(diǎn)。目前世界上主要的GNSS系統(tǒng)都正在或者計(jì)劃實(shí)行多頻GNSS計(jì)劃，如美國(guó)的 GPS正在實(shí)行現(xiàn)代化進(jìn)程，已有部分衛(wèi)星播發(fā)第三個(gè)頻點(diǎn)的信號(hào)L5,現(xiàn)代化完成之后所有 衛(wèi)星都將播發(fā)L1、L2和L5三個(gè)頻點(diǎn)信號(hào)；俄羅斯的GLONASS新一代衛(wèi)星GL0NASS-K也將增 加 G3頻段信號(hào)；目前歐盟正在建設(shè)的Galileo系統(tǒng)雖然只發(fā)射了 4顆衛(wèi)星，但是每顆衛(wèi)星 均播發(fā)4個(gè)頻點(diǎn)的信號(hào)。除了上述三個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)外，日本的準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS)以及印 度的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（IRNSS)也都將實(shí)行多頻計(jì)劃，因此多頻GNSS是未來(lái)GNSS定位領(lǐng) 域發(fā)展的必然趨勢(shì)。
[0004] 2012年12月，我國(guó)自主建設(shè)的北斗系統(tǒng)正式完成區(qū)域組網(wǎng)，開(kāi)始正式向亞太地 區(qū)提供導(dǎo)航、定位等服務(wù)。北斗系統(tǒng)是世界上現(xiàn)有的唯一建設(shè)完善的全系統(tǒng)衛(wèi)星播發(fā)三頻 信號(hào)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，充分發(fā)揮北斗的三頻優(yōu)勢(shì)，更好地促進(jìn)以網(wǎng)絡(luò)RTK (Real-Time Kinematic)為代表的高精度定位形式的應(yīng)用，成為北斗系統(tǒng)推廣應(yīng)用的一項(xiàng)重要內(nèi)容。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種基于北斗三頻寬巷組合的網(wǎng)絡(luò)RTK瞬時(shí) 定位方法，能夠解決目前網(wǎng)絡(luò)RTK用戶端存在的初始化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、衛(wèi)星信號(hào)失鎖后需重新 初始化的問(wèn)題。
[0006] 技術(shù)方案：一種基于北斗三頻寬巷組合的網(wǎng)絡(luò)RTK瞬時(shí)定位方法，首先網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù) 據(jù)處理中心利用CORS(Continuous Operational Reference System:連續(xù)運(yùn)行參考系統(tǒng)） 基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)生成并播發(fā)包含雙差對(duì)流層和電離層延遲改正信息的虛擬觀測(cè)值；用戶站利用 載波、偽距組合以及分步解算的TCAR(Three-Carrier Ambiguity Resolution :三頻模糊度 解算）方法快速固定兩個(gè)超寬巷或?qū)捪锬：?，以得到?duì)應(yīng)觀測(cè)值噪聲最小的寬巷模糊度 用于定位解算；最后利用已固定模糊度的寬巷觀測(cè)值和內(nèi)插得到的大氣延遲改正進(jìn)行實(shí)時(shí) 動(dòng)態(tài)定位解算。
[0007] 進(jìn)一步的，基于北斗三頻寬巷組合的網(wǎng)絡(luò)RTK瞬時(shí)定位方法包括如下具體步驟：
[0008] 1)，網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)處理中心利用C0RS基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算基準(zhǔn)站間模糊度， 生成并播發(fā)包含雙差對(duì)流層和電離層延遲改正信息的虛擬觀測(cè)值至用戶站；
[0009] 2)，用戶站利用載波、偽距組合以及載波無(wú)幾何組合快速固定兩個(gè)超寬巷或?qū)捪?模糊度，包括如下具體步驟：
[0010] a)利用載波、偽距組合成無(wú)幾何、無(wú)電離層模型，解算第一個(gè)超寬巷模糊度 (0, -1，1)，采用如下公式進(jìn)行解算：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于北斗三頻寬巷組合的網(wǎng)絡(luò)RTK瞬時(shí)定位方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)處 理中心利用CORS基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)生成并播發(fā)包含雙差對(duì)流層和電離層延遲改正信息的虛擬觀 測(cè)值；用戶站利用載波、偽距組合以及分步解算的TCAR方法快速固定兩個(gè)超寬巷或?qū)捪锬?糊度，以得到對(duì)應(yīng)觀測(cè)值噪聲最小的寬巷模糊度用于定位解算；最后利用已固定模糊度的 寬巷觀測(cè)值和內(nèi)插得到的大氣延遲改正進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位解算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗三頻寬巷組合的網(wǎng)絡(luò)RTK瞬時(shí)定位方法，其特征在 于，包括如下具體步驟： 1) ，網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)處理中心利用CORS基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算基準(zhǔn)站間模糊度，生成 并播發(fā)包含雙差對(duì)流層和電離層延遲改正信息的虛擬觀測(cè)值至用戶站； 2) ，用戶站利用載波、偽距組合以及載波無(wú)幾何組合快速固定兩個(gè)超寬巷或?qū)捪锬：?度，包括如下具體步驟： a) 利用載波、偽距組合成無(wú)幾何、無(wú)電離層模型，解算第一個(gè)超寬巷模糊度（0, -1，1) 組合模糊度，采用如下公式進(jìn)行解算：
式中，Δν(·)為站間星間雙差算子為（0，-1，1)組合模糊度，[·]為按四舍五 入原則的取整運(yùn)算符，，為以周為單位的（ο,-l D組合的載波觀測(cè)值，Δν/^ιυ為以 周為單位的（0, -1，1)組合的偽距觀測(cè)值，λ 為（〇, -1，1)組合載波觀測(cè)值波長(zhǎng)； b) 采用無(wú)幾何模式的TCAR方法，求解第二個(gè)超寬巷或?qū)捪锬：?，如式?.2)所示：
i+j+k = 0 (1. 3) 式中，i、j、k為滿足式（1.3)的任意整數(shù)，AV/為B1頻點(diǎn)上的雙差電離層延遲值； Δ▽先、Δν^ν(?Λ?-,、λ (i J k)和 n(i J k)分別為（i，j，k)組合的載波觀測(cè)值、（i，j，k)組 合模糊度、（i，j，k)組合載波觀測(cè)值波長(zhǎng)以及（i，j，k)組合載波觀測(cè)值上的電離層延遲因 子，表達(dá)式分別為：
式（1. 4)-(1. 7)中，f\、f2、f3分別為北斗系統(tǒng)的三個(gè)載波頻率，Δ▽為為fi載波頻率上 的雙差載波觀測(cè)值，&載波頻率上的雙差模糊度，i = 1，2,3, c為光速； 3) ，若用戶站在通過(guò)步驟（2)解得的第二個(gè)寬巷模糊度為（1，-1，0)時(shí)，跳轉(zhuǎn)到步驟 (4);否則，根據(jù)超寬巷模糊度（0,-1,1)和第二個(gè)超寬巷或?qū)捪锬：龋╥,j,k),通過(guò)整數(shù) 組合得到噪聲最小的寬巷觀測(cè)值組合的模糊度，即（1，_1，〇)組合模糊度；其中所述整數(shù)組 合式為：
4) ，用戶站利用已固定模糊度的（1，_1，0)組合觀測(cè)值進(jìn)行單歷元定位解算，得到雙差 站星距離Δνρ;其中，所述解算模型如式（1.9)所示： Δν#(1,-1.0) =AVp + AVT-η(1_ι0)Αν? + A(l_l0)AVN(l_m + AV(1.9 ) 式中，AVp為雙差站星距離，ΔνΓ為雙差對(duì)流層延遲，為（1，-1，0)組合觀測(cè) 值上的電離層延遲因子，為（1，-1，0)組合載波觀測(cè)值噪聲。
【文檔編號(hào)】G01S19/44GK104111467SQ201410348205
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】潘樹(shù)國(guó), 高旺, 高成發(fā) 申請(qǐng)人:東南大學(xué)