一种北斗兼容GPS/GLONASS的网络RTK参考站间模糊度快速解算方法技术

本发明专利技术公开了一种北斗兼容GPS/GLONASS的网络RTK参考站间模糊度快速解算方法。在网络RTK模型中参考站间模糊度解算的准确性直接关系到对流层、电离层等空间误差建模的精度。多星座融合网络RTK中，卫星数量大幅度增多，为模糊度的快速解算提供了有利条件。本发根据附有大气延迟先验信息约束的网络RTK模糊度解算模型，首先固定高高度角卫星，然后将已固定模糊度的卫星观测值约束大气延迟，与低高度角卫星或新升起卫星或失锁重新捕获的卫星对应观测方程联立解算，实现未固定模糊度卫星的模糊度快速固定。本发明专利技术方法能明显缩短网络RTK参考站间模糊度解算时间，提高网络RTK定位精度及其可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种北斗兼容GPS/GLONASS的网络RTK参考站间模糊度快速解算方法
本专利技术属于网络RTK定位领域，特别涉及北斗兼容GPS/GLONASS的多系统网络RTK参考站间模糊度解算。
技术介绍
随着全球卫星导航定位系统的发展，基于多星座卫星导航系统兼容定位成为导航定位领域的研究热点。北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，是继GPS和GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗与GPS/GLONASS的兼容定位具有重要意义，用户可以根据实际需求采用不同的星座系统组合进行兼容定位，从而避免采用单一星座系统定位时卫星数量过少，且对该特定星座的过分依赖的问题，星座的增加必然会带来卫星个数的增加，参与定位的健康的卫星越多能使定位的精度越高，因而具备更强的实用性、可靠性，定位精度也会达到更高水平。网络RTK又称多参考站RTK，是近年来在常规RTK、Internet、无线通讯、计算机网络管理等技术基础上发展起来的新一代实时动态定位新技术。整个参考站网数据由数据处理中心统一进行计算，实时估计出网内各种系统误差的改正项(对流层、电离层和轨道误差)，建立相应的误差改正模型，将改正信息发给用户。用户在接收到这些误差改正信息后，根据其近似坐标对观测数据进行修正便可以快速固定载波相位模糊度，实现网内高精度定位。在网络RTK中，参考站间模糊度的正确解算直接关系到对流层、电离层等空间误差估计的精度，是整个网络RTK技术的核心问题。参考站网络模糊度解算主要受双差电离层、对流层延迟及轨道误差等距离相关误差的影响。随着参考站间基线距离的增长，系统误差相关性逐渐减弱，双差观测值中的系统误差残差迅速增大，导致短时间内难以准确解得整周模糊度值，影响了网络RTK定位的精度和时效性。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种附有大气先验信息约束的网络RTK模糊度固定模型，能够快速实现未固定模糊度卫星的模糊度快速固定。技术方案：一种北斗兼容GPS/GLONASS的网络RTK参考站间模糊度快速解算方法，根据附有大气延迟先验信息约束的网络RTK模糊度解算模型，首先固定高高度角卫星，然后将已固定模糊度度的卫星观测值约束大气延迟，与低高度角卫星或新升起卫星或失锁重新捕获的卫星对应观测方程联立解算，实现未固定模糊度卫星的模糊度快速固定。进一步的，北斗兼容GPS/GLONASS的网络RTK参考站间模糊度快速解算方法包括如下具体步骤：1)，控制中心根据实时观测数据，进行首次初始化判断：当控制中心首次初始化时，通过约束方案一解算出低高度角卫星的模糊度；所述约束方案一包括如下具体步骤：a)控制中心对BDS/GPS/GLONASS实时观测数据进行数据预处理形成共视文件；b)利用MW组合进行各个导航系统的宽巷模糊度解算，得到双差宽巷模糊度▽ΔNw；c)按高度角对各导航系统所有卫星进行分类，高于35°的为高高度角卫星，低于35°的为低高度角卫星，利用单历元固定高高度角卫星的模糊度；d)使用已固定模糊度的高高度角卫星对应的观测方程与低高度角卫星对应的观测方程联立解算天顶对流层延迟以及低高度角卫星双差模糊度：其中，VH为高高度角卫星的观测方程误差，VL为低高度角卫星的观测方程误差，MFH,A为高高度角卫星对应站点A的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFH,B为高高度角卫星对应站点B的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFL,A为低高度角卫星对应站点A的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFL,B为低高度角卫星对应站点B的天顶对流层湿延迟的投影函数，NH为高高度角卫星模糊度，NL为低高度角卫星模糊度，CL为模糊度NL的系数矩阵，CH为模糊度NH的系数矩阵，O为零矩阵，Tztd,A为站点A的天顶对流层湿延迟参数，Tztd,B为站点B的天顶对流层湿延迟参数，LH为高高度角卫星的观测值常数项，LL为低高度角卫星的观测值常数项；当控制中心已完成首次初始化时，跳转到步骤2)进行新升起卫星或失锁重新捕获卫星判断；2)，当控制中心根据实时观测数据判定有新星升起或失锁卫星重新捕获时，利用约束方案二解算新升起的卫星或失锁重新捕获的卫星对应的模糊度；所述约束方案二包括如下具体步骤：a)控制中心对各导航系统新升起卫星或失锁重新捕获的卫星的实时观测数据进行预处理形成共视文件；b)利用MW组合进行新升起卫星或失锁重新捕获的卫星的宽巷模糊度解算，得到双差宽巷模糊度▽ΔNw；c)使用已固定模糊度的卫星对应的观测方程与新升起卫星或失锁重新捕获的卫星对应的观测方程联立解算天顶对流层延迟以及新升起卫星或失锁重新捕获的卫星的双差模糊度，具体步骤如下：其观测误差方程为：式中下标F、U分别对应已固定模糊度的卫星和新升起卫星或失锁重新捕获的卫星；其中，VF为已固定模糊度的卫星的观测方程误差，VU为新升起卫星或失锁重新捕获的卫星的观测方程误差，MFF,A为已固定模糊度的卫星对应站点A的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFF,B为已固定模糊度的卫星对应站点B的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFU,A为新升起卫星或失锁重新捕获的卫星对应站点A的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFU,B为新升起卫星或失锁重新捕获的卫星对应站点B的天顶对流层湿延迟的投影函数，NF为已固定模糊度的卫星模糊度，NU为新升起卫星或失锁重新捕获的卫星模糊度，CU为模糊度NU的系数矩阵，CF为模糊度NF的系数矩阵，O为零矩阵，Tztd,A为站点A的天顶对流层湿延迟参数，Tztd,B为站点B的天顶对流层湿延迟参数，LF为已固定模糊度的卫星的观测值常数项，LU为新升起卫星或失锁重新捕获的卫星的观测值常数项。有益效果：基于多星座的网络RTK参考站间模糊度解算，由于多星座融合大大增加了可用卫星数量，使得将卫星分类解算成为可能，一类为模糊度较容易固定卫星(通常为高高度角卫星)，一类为模糊度较难固定卫星(通常为低高度角卫星)。较高高度角卫星对应的观测值受大气误差残差、观测值噪声等影响较小，因此可快速固定其双差模糊度值；在高高度角卫星模糊度固定之后，其模糊度参数即为已知值，与低高度角卫星观测方程联立解算，快速固定低高度角卫星模糊度。此外对于新升起卫星或失锁后重新捕获的卫星也可用已固定模糊度的卫星作为约束，实现模糊度快速解算。本专利技术提出的一种北斗兼容GPS/GLONASS的网络RTK参考站间模糊度快速解算方法，在多星座融合网络RTK中，卫星数量大幅度增多，将卫星进行分类解算，为模糊度的快速解算提供了有利条件，同时根据附有大气先验信息约束的网络RTK模糊度固定模型，较容易固定的卫星起到了其优势作用，能够实现未固定卫星模糊度的快速固定，明显减少卫星模糊度的固定时间，缩短网络RTK定位时间，提高定位精度及其可靠性。附图说明图1网络RTK模糊度解算整体方案；图2网络RTK模糊度固定约束方案一；图3网络RTK模糊度固定约束方案二；图4是基站NJTS卫星高度角示意图；图5是基站LIXI卫星高度角示意图；图6是基线NJTS->NJPK高高度角卫星单历元模糊度解算结果图7是基线NJTS->NJPK低高度角卫星传统方法模糊度解算结果图8是基线NJTS->NJPK低高度角卫星约束方案一模糊度解算结果图9是基线NJTS->NJPK传统方法与约束方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种北斗兼容GPS/GLONASS的网络RTK参考站间模糊度快速解算方法，其特征在于，根据附有大气延迟先验信息约束的网络RTK模糊度解算模型，首先固定高高度角卫星，然后将已固定模糊度度的卫星观测值约束大气延迟，与低高度角卫星或新升起卫星或失锁重新捕获的卫星对应观测方程联立解算，实现未固定模糊度卫星的模糊度快速固定。

【技术特征摘要】
1.一种北斗兼容GPS/GLONASS的网络RTK参考站间模糊度快速解算方法，其特征在于，根据附有大气延迟先验信息约束的网络RTK模糊度解算模型，首先固定高高度角卫星，然后将已固定模糊度度的卫星观测值约束大气延迟，与低高度角卫星或新升起卫星或失锁重新捕获的卫星对应观测方程联立解算，实现未固定模糊度卫星的模糊度快速固定；包括如下具体步骤：1)，控制中心根据实时观测数据，进行首次初始化判断：当控制中心首次初始化时，通过约束方案一解算出低高度角卫星的模糊度；所述约束方案一包括如下具体步骤：a)控制中心对BDS/GPS/GLONASS实时观测数据进行数据预处理形成共视文件；b)利用MW组合进行各个导航系统的宽巷模糊度解算，得到双差宽巷模糊度c)按高度角对各导航系统所有卫星进行分类，高于35°的为高高度角卫星，低于35°的为低高度角卫星，利用单历元固定高高度角卫星的模糊度；d)使用已固定模糊度的高高度角卫星对应的观测方程与低高度角卫星对应的观测方程联立解算天顶对流层延迟以及低高度角卫星双差模糊度：其中，VH为高高度角卫星的观测方程误差，VL为低高度角卫星的观测方程误差，MFH,A为高高度角卫星对应站点A的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFH,B为高高度角卫星对应站点B的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFL,A为低高度角卫星对应站点A的天顶对流层湿延迟的投影函数，MFL,B为低高度角卫星对应站点B的天顶对流层湿延迟的投影函数，NH为高高度角卫星模糊度，NL为低高度角卫星模糊度，CL为模糊度NL的系数矩阵，CH为模糊度NH的系数矩阵，O为零矩阵，Tztd,A为站点A的天顶对流层湿延迟参数，Tztd,B为站点B的天顶对流层湿延迟参数，LH为高高度角卫星的...

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