一种基于北斗三频宽巷组合的网络RTK瞬时定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于北斗三频宽巷组合的网络RTK瞬时定位方法。网络RTK数据处理中心利用CORS基准站实时生成并播发包含双差对流层和电离层延迟改正信息的虚拟观测值；用户站利用载波、伪距组合以及分步解算的TCAR方法快速固定两个超宽巷或宽巷模糊度，以得到对应观测值噪声最小的宽巷模糊度用于定位解算；最后利用已固定模糊度的宽巷观测值和内插得到的大气延迟改正进行实时动态定位解算。使用本发明专利技术提出的方法，网络RTK用户站可以实现单历元准确固定宽巷模糊度，从而实现瞬时厘米级的定位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗三频宽巷组合的网络RTK瞬时定位方法
本专利技术涉及全球导航卫星系统(GNSS)卫星定位领域，特别涉及基于北斗三频的网络RTK(Real-TimeKinematic)用户端快速定位方法。
技术介绍
网络RTK技术是目前应用范围最广的GNSS精密定位技术之一，它能够让用户便捷地在较大空间范围内实时地获得均匀、高精度、可靠的定位结果，已广泛应用于测绘、精密导航等诸多领域。随着GNSS技术发展与应用逐步成熟，用户对定位结果的时效性和稳定性提出了更高的要求。目前在网络RTK定位中，受大气误差内插精度、用户站观测环境等因素的影响，用户端有时仍然会存在初始化时间过长(如大于1min)甚至长时间无法固定的情况，而且在卫星信号失锁或网络差分信号中断后，需要进行重新初始化，影响了网络RTK定位的时效性和连续性。多频GNSS信号可以构成具有诸多优点的观测值组合，如波长较长、大气误差延迟因子较小等，能够很好的削弱大气误差影响、提高模糊度的固定效率，因此成为GNSS领域的发展热点。目前世界上主要的GNSS系统都正在或者计划实行多频GNSS计划，如美国的GPS正在实行现代化进程，已有部分卫星播发第三个频点的信号L5，现代化完成之后所有卫星都将播发L1、L2和L5三个频点信号；俄罗斯的GLONASS新一代卫星GLONASS-K也将增加G3频段信号；目前欧盟正在建设的Galileo系统虽然只发射了4颗卫星，但是每颗卫星均播发4个频点的信号。除了上述三个导航系统外，日本的准天顶卫星系统(QZSS)以及印度的区域卫星导航系统(IRNSS)也都将实行多频计划，因此多频GNSS是未来GNSS定位领域发展的必然趋势。2012年12月，我国自主建设的北斗系统正式完成区域组网，开始正式向亚太地区提供导航、定位等服务。北斗系统是世界上现有的唯一建设完善的全系统卫星播发三频信号的卫星导航定位系统，充分发挥北斗的三频优势，更好地促进以网络RTK(Real-TimeKinematic)为代表的高精度定位形式的应用，成为北斗系统推广应用的一项重要内容。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种基于北斗三频宽巷组合的网络RTK瞬时定位方法，能够解决目前网络RTK用户端存在的初始化时间过长、卫星信号失锁后需重新初始化的问题。技术方案：一种基于北斗三频宽巷组合的网络RTK瞬时定位方法，首先网络RTK数据处理中心利用CORS(ContinuousOperationalReferenceSystem：连续运行参考系统)基准站实时生成并播发包含双差对流层和电离层延迟改正信息的虚拟观测值；用户站利用载波、伪距组合以及分步解算的TCAR(Three-CarrierAmbiguityResolution：三频模糊度解算)方法快速固定两个超宽巷或宽巷模糊度，以得到对应观测值噪声最小的宽巷模糊度用于定位解算；最后利用已固定模糊度的宽巷观测值和内插得到的大气延迟改正进行实时动态定位解算。进一步的，基于北斗三频宽巷组合的网络RTK瞬时定位方法包括如下具体步骤：1)，网络RTK数据处理中心利用CORS基准站观测数据，实时解算基准站间模糊度，生成并播发包含双差对流层和电离层延迟改正信息的虚拟观测值至用户站；2)，用户站利用载波、伪距组合以及载波无几何组合快速固定两个超宽巷或宽巷模糊度，包括如下具体步骤：a)利用载波、伪距组合成无几何、无电离层模型，解算第一个超宽巷模糊度(0，-1，1)，采用如下公式进行解算：式中，为站间星间双差算子，为(0，-1，1)组合模糊度，[·]为按四舍五入原则的取整运算符，为以周为单位的(0，-1，1)组合的载波观测值，为以周为单位的(0，-1，1)组合的伪距观测值，λ(0，-1，1)为(0，-1，1)组合载波观测值波长；b)采用无几何模式的TCAR方法，求解第二个超宽巷或宽巷模糊度，如式(1.2)所示：i+j+k＝0(1.3)式中，i、j、k为满足式(1.3)的任意整数，为B1频点上的双差电离层延迟值；λ(i，j，k)和η(i，j，k)分别为(i，j，k)组合的载波观测值、(i，j，k)组合模糊度、(i，j，k)组合载波观测值波长以及(i，j，k)组合载波观测值上的电离层延迟因子，表达式分别为：式(1.4)-(1.7)中，f1、f2、f3分别为北斗系统的三个载波频率，为fi载波频率上的双差载波观测值，为fi载波频率上的双差模糊度，i＝1，2，3，c为光速；3)，若用户站在通过步骤(2)解得的第二个宽巷模糊度为(1，-1，0)时，跳转到步骤(4)；否则，根据超宽巷模糊度(0，-1，1)和第二个超宽巷或宽巷模糊度(i，j，k)，通过整数组合得到噪声最小的宽巷观测值组合的模糊度，即(1，-1，0)组合模糊度；其中所述整数组合式为：4)，用户站利用已固定模糊度的(1，-1，0)组合观测值进行单历元定位解算，得到双差站星距离其中，所述解算模型如式(1.9)所示：...

【技术保护点】
一种基于北斗三频宽巷组合的网络RTK瞬时定位方法，其特征在于，网络RTK数据处理中心利用CORS基准站实时生成并播发包含双差对流层和电离层延迟改正信息的虚拟观测值；用户站利用载波、伪距组合以及分步解算的TCAR方法快速固定两个超宽巷或宽巷模糊度，以得到对应观测值噪声最小的宽巷模糊度用于定位解算；最后利用已固定模糊度的宽巷观测值和内插得到的大气延迟改正进行实时动态定位解算。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗三频宽巷组合的网络RTK瞬时定位方法，其特征在于，网络RTK数据处理中心利用CORS基准站实时生成并播发包含双差对流层和电离层延迟改正信息的虚拟观测值；用户站利用载波、伪距组合以及分步解算的TCAR方法快速固定两个超宽巷或宽巷模糊度，以得到对应观测值噪声最小的宽巷模糊度用于定位解算；最后利用已固定模糊度的宽巷观测值和内插得到的大气延迟改正进行实时动态定位解算；包括如下具体步骤：1)，网络RTK数据处理中心利用CORS基准站观测数据，实时解算基准站间模糊度，生成并播发包含双差对流层和电离层延迟改正信息的虚拟观测值至用户站；2)，用户站利用载波、伪距组合以及载波无几何组合快速固定两个超宽巷或宽巷模糊度，包括如下具体步骤：a)利用载波、伪距组合成无几何、无电离层模型，解算第一个超宽巷模糊度(0,-1,1)组合模糊度，采用如下公式进行解算：式中，为站间星间双差算子，为(0,-1,1)组合模糊度，[·]为按四舍五入原则的取整运算符，为以周为单位的(0,-1,1)组合的载波观测值，为以周为单位的(0,-1,1)组合的伪距观测值，λ(0,-1,1)为(0,-1,1)组合载波观测值波长；b)采用无几何模式的TCAR方法，求解第二个超宽巷或宽巷模糊度，如式(1.2)所示：i+j+k＝0(1.3)式中，i、j、k为满足式(1.3)的任意整数，为B1频点上的双差电离层延迟值；λ(i,j,k)和η(i,j,k)分别为(i,j,k)组合的载波观测值、(i,j,k)组合模糊度、(i,j,k)组合载波观测值波长以及(i,j,k)组合载波观测值上的电离层延迟因子，表达式分别为：

【专利技术属性】
技术研发人员：潘树国，高旺，高成发，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32