一种GNSS原始观测数据变换方法技术

本发明专利技术公开了一种GNSS原始观测数据变换方法，涉及卫星导航、大地测量领域。所述方法：获取接收机I观测得到的与任意一颗卫星i之间的GNSS原始观测数据，设定一个与所述接收机I存在相关性的假定接收机I′的空间坐标；在GNSS原始观测数据的基础上，进行接收机I的真实坐标解算及卫星位置计算，最后结合假定接收机I′的空间坐标，得到所述接收机I真实位置的空间坐标；通过R′＝R+dρ计算得到变换后的原始码伪距R′；通过公式

【技术实现步骤摘要】
一种GNSS原始观测数据变换方法
本专利技术涉及卫星导航、大地测量领域，尤其涉及一种GNSS原始观测数据变换方法。
技术介绍
卫星导航定位的基本原理是采用多颗卫星到接收机的欧式距离进行空间几何交会获得接收机的空间位置。因为从本质上来说，接收机的原始观测数据与接收机的空间位置是密切相关和等价的，所以通过长时间的静态观测可以非常精确地解算出接收机的空间坐标。现有技术中要想获得观测数据的完成必然会涉及到接收机真实位置的泄漏，故需要一种方法在隐藏接收机真实位置的基础上，保证观测数据的各种信息的完整。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种GNSS原始观测数据变换方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术所述GNSS原始观测数据变换方法，所述方法包括：S1，获取接收机I观测得到的与任意一颗卫星i之间的GNSS原始观测数据；所述GNSS原始观测数据包括原始码伪距R和原始载波相位观测值L；设定所述卫星i的空间坐标为(Xs,Ys,Zs)；S2，设定一个与所述接收机I存在相关性的假定接收机I′的空间坐标，记为(Xr′,Yr′,Zr′)；在GNSS原始观测数据的基础上，进行接收机I的真实坐标解算及卫星位置计算，最后结合假定接收机I′的空间坐标，得到所述接收机I真实位置的空间坐标，记为(Xr,Yr,Zr)；所述相关性包括所述接收机I与所述假定接收机I′之间的直线距离在预先设定的阈值内，且所述接收机I与所述假定接收机I′在大地高方向上的变化在预先设定的阈值范围内；S3，通过公式(1)计算得到变换后的原始码伪距R′；通过公式(2)计算得到变换后的原始载波相位观测值L′；R′＝R+dρ(1)其中：c是真空中的光速；f是相应载波相位的频率；dρ是几何距离修正量，dρ按照公式(3)计算：优选地，步骤S1中，原始码伪距R的计算公式为公式(4)：原始载波相位观测值L的计算公式为公式(5)其中：λ是载波相位对应的波长；δClks、δClkr、δAtm依次是卫星钟差、接收机钟差、大气延迟；N是载波相位的整周模糊度；ε是观测噪声。优选地，步骤S2中，在GNSS原始观测数据的基础上，进行接收机I的真实坐标解算，按照下述实现：在所述接收机I观测得到的GNSS原始观测数据的基础上，采用伪距最小二乘单点定位，获得接收机的真实位置米级精度的三维空间坐标；或者采用原始码伪距R和原始载波相位观测值L，结合国际组织提供的精密轨道和钟差数据，通过载波相位精密单点定位算法，获得接收机的真实位置亚米级至厘米级精度的三维空间坐标。优选地，步骤S2中，在GNSS原始观测数据的基础上，进行卫星位置计算，具体为：在GNSS原始观测数据的基础上，进行实时定位条件下的卫星位置计算，提取GNSS原始观测数据中的时间信息，通过卫星导航系统的绝对时间直接求解得到卫星位置：其中，实时定位条件下的卫星位置计算过程中采用广播星历；当卫星导航系统为GPS系统时，进行实时定位条件下的卫星位置计算过程中，GPS系统的轨道参数为开普勒轨道参数和轨道摄动修正参数；当卫星导航系统为Glonass系统时，进行实时定位条件下的卫星位置计算过程中，Glonass系统使用列表星历数据；当卫星导航系统为北斗卫星导航系统时，进行实时定位条件下的卫星位置计算过程中，北斗卫星导航系统使用开普勒轨道参数和轨道摄动参数；当卫星导航系统为Galileo系统时，进行实时定位条件下的卫星位置计算过程中，Galileo系统使用开普勒轨道参数和摄动参数。本专利技术的有益效果是：本专利技术解决卫星导航领域基准站数据安全保密问题的关键技术之一，在理论上具有科学性，在工程应用上具有可操作性，基于所述方法很好地实现高精度卫星导航定位基准站坐标和观测数据的保密处理，同时，提供的新的观测数据在进行相对定位、差分定位时，又具有与原数据相同的作用和功能，所以该专利技术在理论和实践应用上都是学科前沿水平。附图说明图1是所述GNSS原始观测数据变换方法的流程示意图；图2是假定接收机、接收机和卫星的位置示意图；图3是接收机和卫星的位置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例本专利技术所述GNSS原始观测数据变换方法，所述方法包括：S1，获取接收机I观测得到的与任意一颗卫星i之间的GNSS原始观测数据；所述GNSS原始观测数据包括原始码伪距R和原始载波相位观测值L；设定所述卫星i的空间坐标为(Xs,Ys,Zs)；S2，设定一个与所述接收机I存在相关性的假定接收机I′的空间坐标，记为(Xr′,Yr′,Zr′)；在GNSS原始观测数据的基础上，进行接收机I的真实坐标解算及卫星位置计算，最后结合假定接收机I′的空间坐标，得到所述接收机I真实位置的空间坐标，记为(Xr,Yr,Zr)；所述相关性包括所述接收机I与所述假定接收机I′之间的直线距离在预先设定的阈值内，且所述接收机I与所述假定接收机I′在大地高方向上的变化控制在预先设定的阈值范围内；S3，通过公式(1)计算得到变换后的原始码伪距R′；通过公式(2)计算得到变换后的原始载波相位观测值L′；R′＝R+dρ(1)其中：c是真空中的光速；f是相应载波相位的频率；dρ是几何距离修正量，dρ按照公式(3)计算：关于本实施例所述GNSS原始观测数据变换方法的更详细的解释说明为：(一)关于GNSS原始观测数据随着卫星导航定位技术的发展，卫星导航系统已经形成了美国GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的BDS和欧洲的Galileo并存的状态，同时，某些区域的系统如日本的QZSS等也能在GPS的基础上增强用户的定位性能。因此，广义的GNSS通常包含各种可提供区域和全球定位的卫星导航系统。GNSS定位的原理本质上是几何交会，通过测量多颗卫星到接收机的空间距离，当卫星的位置已知时，就可以直接解析出接收机的空间位置。所以，GNSS原始观测数据就是接收机天线到卫星天线的距离观测值，由于GNSS接收机采用了单向的卫星信号，测量获得的距离观测值中包含了接收机的钟差和相关的卫星钟差，因此，该GNSS原始观测数据实际上是一个伪观测数据。GNSS卫星信号都采用的是基于扩频通信技术的扩频信号，GNSS原始观测数据包括码伪距观测值和载波相位观测值。同时，为了克服电离层的折射影响，各个GNSS系统都支持了多个频率的信号。步骤S1中，原始码伪距R的计算公式为公式(4)：原始载波相位观测值L的计算公式为公式(5)其中：λ是载波相位对应的波长；δClks、δClkr、δAtm依次是卫星钟差、接收机钟差、大气延迟；N是载波相位的整周模糊度；ε是观测噪声。(二)关于GNSS原始观测数据变换所述GNSS原始观测数据变换方法中涉及到的数据变换就通过对观测值增加人为改正，实现接收机的真实空间坐标能够得到隐藏，即采用变换后的数据进行接收机的定位解算，故无论采用什么软件和方法，都不能获得接收机真实的位置。(三)关于接收机坐标的解算由于接收机的坐标本身就是GNSS原始观测数据的函数，接收机坐标的定位精度虽然与多种因素有关，但在本申请中，针对后续不同的定位精度的需求，可分别采用不同的定位方法获取接收机真实坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GNSS原始观测数据变换方法，其特征在于，所述方法包括：S1，获取接收机I观测得到的与任意一颗卫星i之间的GNSS原始观测数据；所述GNSS原始观测数据包括原始码伪距R和原始载波相位观测值L；设定所述卫星i的空间坐标为(Xs,Ys,Zs)；S2，设定一个与所述接收机I存在相关性的假定接收机I′的空间坐标，记为(Xr′,Yr′,Zr′)；在GNSS原始观测数据的基础上，进行接收机I的真实坐标解算及卫星位置计算，最后结合假定接收机I′的空间坐标，得到所述接收机I真实位置的空间坐标，记为(Xr,Yr,Zr)；所述相关性包括所述接收机I与所述假定接收机I′之间的直线距离在预先设定的阈值内，且所述接收机I与所述假定接收机I′在大地高方向上变化控制在预先设置的阈值范围内；S3，通过公式(1)计算得到变换后的原始码伪距R′；通过公式(2)计算得到变换后的原始载波相位观测值L′；R′＝R+dρ  (1)

【技术特征摘要】
1.一种GNSS原始观测数据变换方法，其特征在于，所述方法包括：S1，获取接收机I观测得到的与任意一颗卫星i之间的GNSS原始观测数据；所述GNSS原始观测数据包括原始码伪距R和原始载波相位观测值L；设定所述卫星i的空间坐标为(Xs,Ys,Zs)；S2，设定一个与所述接收机I存在相关性的假定接收机I′的空间坐标，记为(Xr′,Yr′,Zr′)；在GNSS原始观测数据的基础上，进行接收机I的真实坐标解算及卫星位置计算，最后结合假定接收机I′的空间坐标，得到所述接收机I真实位置的空间坐标，记为(Xr,Yr,Zr)；所述相关性包括所述接收机I与所述假定接收机I′之间的直线距离在预先设定的阈值内，且所述接收机I与所述假定接收机I′在大地高方向上变化控制在预先设置的阈值范围内；S3，通过公式(1)计算得到变换后的原始码伪距R′；通过公式(2)计算得到变换后的原始载波相位观测值L′；R′＝R+dρ(1)其中：c是真空中的光速；f是相应载波相位的频率；dρ是几何距离修正量，dρ按照公式(3)计算：2.根据权利要求1所述GNSS原始观测数据变换方法，其特征在于，步骤S1中，原始码伪距R的计算公式为公式(4)：原始载波相位观测值L的计算公式为公式(5)

【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏飞，蔡艳辉，徐彦田，
申请(专利权)人：中国测绘科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11