一种GNSS接收机实现定位的方法及装置制造方法及图纸

本文公开了一种GNSS接收机实现定位的方法及装置，根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差；根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值；根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测值；根据计算得到的伪距单差、载波相位的星间历元间双差观测值以及多普勒单差观测值，估计GNSS接收机的位置信息。本发明专利技术实施例中，采用单站定位方式，不依赖于额外的卫星轨道、星钟误差改正等外部数据，也不需要额外的基准站提供差分数据，而且获得了较高的定位精度，且操作简单，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及但不限于定位技术，尤指一种GNSS接收机实现定位的方法及装置。
技术介绍
通常来说，利用四颗(及以上)卫星的伪距观测值以及广播星历可以计算得到全球导航卫星系统(GNSS，GlobalNavigationSatelliteSystem)接收机的位置信息。同时，GNSS接收机还提供了比伪距观测量精度更高的载波相位观测值，正确的使用载波相位观测值能够有效的提高对GNSS接收机的定位精度。在单站定位技术方面，为了改善GNSS接收机的定位精度，一种直观的方法是利用载波相位来平滑伪距观测值，但对定位精度的改善相当有限；另一种使用载波相位的技术是精密单点定位技术，精密单点定位技术借助高精度的卫星轨道误差、卫星钟差等外部数据和载波相位观测值，并消弱(或估计)大气层延迟误差，也能够得到分米甚至厘米级的绝对定位精度，但是，这种方法依赖于外部高精度的卫星轨道和钟差改正。在站间差分定位技术方面，基于伪距的站间差分方法能够有效的消除(或消弱)卫星轨道误差、卫星钟差、大气延期等误差，从而获得亚米级的相对定位精度；而基于载波相位的站间差分方法能够很好的消除(或消弱)卫星轨道、卫星钟差、大气延迟等误差，同时，由于载波相位本身具有毫米级的量测精度，这种方法能够获得厘米级(甚至毫米级)的定位精度。上述两种基于站间差分的方法确实能够有效的提高GNSS接收机的相对定位精度，但是，都需要两台(或两台以上)GNSS接收机，操作过程繁琐且经济成本较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种GNSS接收机实现定位的方法及装置，能够简单地实现高精度的定位。为了达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种全球导航卫星系统GNSS接收机实现定位的方法，包括：根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差；根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值；根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测值；根据计算得到的伪距单差、载波相位的星间历元间双差观测值以及多普勒单差观测值，估计GNSS接收机的位置信息。可选地，所述方法之前还包括：获取GNSS接收机的所述伪距原始观测值和所述载波相位原始观测值。可选地，所述根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差包括：根据所述获得的伪距原始观测值，在两颗卫星之间做差运算，得到伪距的星间单差观测作为所述伪距单差。可选地，所述根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值包括：根据所述载波相位原始观测值在卫星之间做差运算，得到星间载波相位的单差观测值，根据星间载波相位的单差观测值；在历元之间做差运算，得到所述载波相位的星间历元间双差观测值。可选地，根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测值包括：根据所述GNSS接收机的多普勒观测值，在两颗卫星之间做差运算，得到星间多普勒的单差观测值作为所述多普勒单差观测值。可选地，所述根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测差值之前还包括：根据多普勒的观测方程计算所述GNSS接收机的多普勒观测值。本专利技术实施例还提供了一种GNSS接收机实现定位的装置，包括：第一计算模块、第二计算模块，以及处理模块，其中，第一计算模块，用于根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差；根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值；第二计算模块，用于根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测值；处理模块，用于根据计算得到的伪距单差、载波相位的星间历元间双差观测值以及多普勒单差观测值，估计GNSS接收机的位置信息。可选地，还包括：获取模块，用于获取所述GNSS接收机的所述伪距原始观测值和所述载波相位原始观测值。可选地，所述第一计算模块具体用于：根据获得的伪距原始观测值，在两颗卫星之间做差运算，得到星间伪距的单差观测作为所述伪距单差；根据载波相位原始观测值在卫星之间做差运算，得到星间载波相位的单差观测值，根据星间载波相位的单差观测值，在历元之间做差，得到所述载波相位的星间历元间双差观测值。可选地，所述第二计算模块具体用于：根据GNSS接收机的多普勒观测值，在两颗卫星之间做差运算，得到星间多普勒的单差观测值作为所述多普勒单差观测值。与现有技术相比，本专利技术方法包括：根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差；根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值；根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测值；根据计算得到的伪距单差、载波相位的星间历元间双差观测值以及多普勒单差观测值，估计GNSS接收机的位置信息。本专利技术实施例中，采用单站定位方式，不依赖于额外的卫星轨道、星钟误差改正等外部数据，也不需要额外的基准站提供差分数据，就获得了较高的定位精度，操作简单，成本低廉。进一步地，本专利技术实施例采用星间伪距的伪距单差、载波相位的星间历元间双差观测值以及星间的多普勒单差观测值作为扩展的卡尔曼滤波器的输入，消除了GNSS接收机钟差，消除了GNSS接收机钟漂，消除了整周模糊度，减少了待估参数。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例中GNSS接收机实现定位的方法的流程图；图2为本专利技术实施例中GNSS接收机实现定位的装置的组成结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。一些特殊的行业应用对绝对定位精度的要求不是很高，但是，对相对定位的精度提出了较高的要求，典型的应用场景有农业上的播种和收割等，如果存在一些技术能够获得稳定的内符合精度且经济成本相对低廉，这种技术将会变得很有价值。载波相位观测量比伪距观测量的精度高出两个数量级，能够达到毫米级的测量精度，与此同时，载波相位观测值的初始整周模糊度又限制了它的广泛应用。为了解决初始整周模糊度带来的问题，经典的数据处理方法要么试图去固定整周模糊度(如RTK技术)，要么让整周模糊度逐渐的收敛(如PPP技术)。本申请中，使用载波相位观测量在历元之间的差分，既充分得利用了载波相位观测值高精度、低噪声的优势，又有效地消除了载波相位的整周模糊度；本申请采用扩展的卡尔曼滤波技术，从而获得了稳定的可靠的内符合精度。特别适用于对内符合精度有较高要求的行业应用如农业播种等行业。图1为本专利技术GNSS接收机实现定位的方法流程图，如图1所示，包括：步骤101：根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差；根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值。本专利技术实施例步骤101之前还包括：步骤100：获取GNSS接收机的伪距原始观测值和载波相位原始观测值。综合考虑与卫星相关的误差、信号传播误差、和接收机端的误差等，本专利技术中将GNS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全球导航卫星系统GNSS接收机实现定位的方法，包括：根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差；根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值；根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测值；根据计算得到的伪距单差、载波相位的星间历元间双差观测值以及多普勒单差观测值，估计GNSS接收机的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种全球导航卫星系统GNSS接收机实现定位的方法，包括：根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差；根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值；根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测值；根据计算得到的伪距单差、载波相位的星间历元间双差观测值以及多普勒单差观测值，估计GNSS接收机的位置信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法之前还包括：获取GNSS接收机的所述伪距原始观测值和所述载波相位原始观测值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据获得的伪距原始观测值计算两颗卫星之间的伪距单差包括：根据所述获得的伪距原始观测值，在两颗卫星之间做差运算，得到伪距的星间单差观测作为所述伪距单差。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据获得的载波相位原始观测值计算载波相位的星间历元间双差观测值包括：根据所述载波相位原始观测值在卫星之间做差运算，得到星间载波相位的单差观测值，根据星间载波相位的单差观测值；在历元之间做差运算，得到所述载波相位的星间历元间双差观测值。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据GNSS接收机的多普勒观测值计算两颗卫星之间的多普勒单差观测值包括：根据所述GNSS接收机的多普勒观测值，在两颗卫星之间做差运算，得到星间多普勒的单差观测值作为所述多普勒单差观测值。6.根据权利要求5所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孔哲，刘亮，胡刚，王献中，
申请(专利权)人：和芯星通科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11