一种区域CORS网非差并行增强方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种区域CORS网非差并行增强方法及系统，具体基于底层多核并行计算技术，实现区域CORS网并行增强，先利用区域CORS网中各基准站的观测数据，按正反向Kalman滤波依次并行估计宽巷和窄巷FCB；再次进行正反向Kalman滤波，并行固定每个基准站的非差模糊度，获得非差模糊度固定解对应的天顶对流层延迟改正，并行构建区域CORS网对流层延迟模型；用户站利用增强信息，内插出测站上空的天顶对流层延迟，恢复非差模糊度整数特性，并行进行增强定位解算。本发明专利技术方法简单，易操作，提高了对多核平台的利用率，缩短了CORS网非差增强服务的时间，提高了非差增强服务的时效性，提高了用户站非差增强定位的效率。

A non differential parallel enhancement method and system for regional CORS nets

The present invention relates to a method and system for parallel enhancement of regional CORS networks, which is based on bottom-level multi-core parallel computing technology to realize parallel enhancement of regional CORS networks. Wave, fixing the non-difference ambiguity of each reference station in parallel, obtains the zenith tropospheric delay correction corresponding to the fixed solution of non-difference ambiguity, and constructs the regional CORS network tropospheric delay model in parallel; the user station uses the enhanced information to interpolate the zenith tropospheric delay above the observation station, restores the integer characteristics of non-difference ambiguity, and carries on in parallel. Enhanced location calculation. The method of the invention is simple, easy to operate, improves the utilization ratio of the multi-core platform, shortens the time of the CORS network non-difference enhancement service, improves the timeliness of the non-difference enhancement service, and improves the efficiency of the user station non-difference enhancement positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种区域CORS网非差并行增强方法及系统
本专利技术涉及一种区域CORS网非差并行增强方法及系统，属于区域CORS网增强服务

技术介绍
非差精密单点定位技术(PrecisePointPositioning,PPP)已广泛应用于低轨卫星定轨、精密授时、板块运动和气象学等领域。然而，受伪距噪声的影响以及卫星空间几何结构变化缓慢，传统PPP通常需30-60min才能收敛到10cm的定位精度，PPP需要较长的初始化时间是限制其在快速和实时高精度领域中应用的主要因素。此外，未校准硬件延迟(UncalibratedPhaseDelays,UPD)的小数部分(FractionalCycleBias,FCB)破坏了模糊度的整数特性，且其与模糊度参数难以有效分离，导致非差模糊度无法直接固定，非差浮点解的精度及可靠性略低于双差解。为了缩短PPP初始化时间和提高定位精度，利用区域增强信息进行增强定位是切实有效的解决方法。其中，利用区域连续运行参考站(ContinuouslyOperatingReferenceStation,CORS)网估计宽巷和窄巷FCB，恢复用户站非差模糊度整数特性，可使PPP的初始化时间缩短至20min左右，并提高定位解算的精度，尤其对30min、60min等短时段的观测数据，定位精度有显著的提升。此外，也可借鉴网络RTK(NetworkRealTimeKinematic,NTRK)的思想，利用较密集的参考站网估计出大气延迟改正信息，采用合适的数学模型内插出流动站的大气延迟改正数，增强用户站非差定位。国内外研究机构和研究人员区域CORS网非差增强进行了广泛的关注和研究，发表的文献主要包括：国外《JournalofGeodesy》的《Regionalreferencenetworkaugmentedprecisepointpositioningforinstantaneousambiguityresolution》、《EarthPlanets&Space》的《Localtroposphereaugmentationforreal-timeprecisepointpositioning》，国内《测绘学报》的《利用参考站增强信息进行精密单点定位》、《武汉大学学报(信息科学版)》的《区域CORS网络增强PPP天顶对流层延迟内插建模》。区域CORS网非差增强方法中，已有解决方案采用串行计算的方法，同步解算CORS网中所有基准站的数据，依次估计星间单差宽巷和窄巷FCB，然后固定基准站的非差模糊度，解算模糊度固定解对应的对流层延迟，对区域对流层延迟进行建模；并将对流层模型以及宽巷和窄巷FCB发播给用户站，用户站实现非差增强定位解算。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种区域CORS网非差并行增强方法及系统，用以解决当前CORS网增强服务数据处理时效性要求难以满足要求的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：本专利技术的一种区域CORS网非差并行增强方法，包括如下步骤：1)基于区域CORS网中各基准站的观测数据，将对每个观测数据文件的非差解算划分为一个任务，依次并行估计星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB；2)基于区域CORS网中各基准站的观测数据，利用所述估计的星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB，并行固定每个基准站的非差宽巷模糊度和非差窄巷模糊度，获得非差模糊度固定后每个基准站上空的天顶对流层延迟；3)基于基准站的高斯投影坐标，利用每个基准站上空的所述天顶对流层延迟，并行解算区域CORS网对流层延迟模型的系数，构建区域CORS网对流层模型；4)将星间单差宽巷FCB和星间单差窄巷FCB以及所述区域CORS网对流层模型发送到用户站。进一步的，步骤1)中，所述星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB的估计方法为：基于命令式数据并行，利用各基准站平滑后的宽巷模糊度解算出星间单差宽巷FCB；然后进行星间单差宽巷模糊度固定，再利用正反向Kalman滤波解算得到的无电离层组合模糊度和固定后的星间单差宽巷模糊度，求出星间单差窄巷模糊度，最后解算星间单差窄巷FCB。进一步的，步骤2)中，宽巷模糊度采用直接取整法固定；窄巷模糊度采用LAMBDA搜索算法固定。进一步的，步骤3)中，所述区域CORS网对流层模型构建方法包括：根据基准站在3°带的高斯平面坐标和大地高，依次构建从0至10不同数量的约束方程，分别解算区域对流层模型的10个系数，得到1024组解算结果，基于命令式数据并行，循环计算所有不同模型系数情况下的各基准站上空的天顶对流层残差值，将残差平方和最小值作为标准，选择精度最高的模型系数作为最终模型。进一步的，用户站利用所述估计的星间单差宽巷和窄巷FCB以及所述区域CORS网对流层模型进行增强定位，所述增强定位的方法包括：根据测站的高斯平面坐标和大地高，内插得到测站天顶对流层延迟，直接对观测值进行改正，并依次固定宽巷模糊度和窄巷模糊度，反求出无电离层组合模糊度，将其代入观测方程中，进行约束，实现多核平台下的非差模糊度并行固定，获得用户站非差模糊度固定解。进一步的，宽巷模糊度采用直接取整法固定，窄巷模糊度采用LAMBDA搜索算法固定。进一步的，所述观测数据包括GPS、Galileo和BDS系统的观测文件。本专利技术的一种区域CORS网非差并行增强系统，包括处理器，所述处理器用于执行实现下述步骤的指令：1)基于区域CORS网中各基准站的观测数据，将对每个观测数据文件的非差解算划分为一个任务，依次并行估计星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB；2)基于区域CORS网中各基准站的观测数据，利用所述估计的星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB，并行固定每个基准站的非差宽巷模糊度和非差窄巷模糊度，获得非差模糊度固定后每个基准站上空的天顶对流层延迟；3)基于基准站的高斯投影坐标，利用每个基准站上空的所述天顶对流层延迟，并行解算区域CORS网对流层延迟模型的系数，构建区域CORS网对流层模型；4)将星间单差宽巷FCB和星间单差窄巷FCB以及所述区域CORS网对流层模型发送到用户站。进一步的，步骤1)中，所述星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB的估计方法为：基于命令式数据并行，利用各基准站平滑后的宽巷模糊度解算出星间单差宽巷FCB；然后进行星间单差宽巷模糊度固定，再利用正反向Kalman滤波解算得到的无电离层组合模糊度和固定后的星间单差宽巷模糊度，求出星间单差窄巷模糊度，最后解算星间单差窄巷FCB。进一步的，步骤2)中，宽巷模糊度采用直接取整法固定；窄巷模糊度采用LAMBDA搜索算法固定。进一步的，步骤3)中，所述区域CORS网对流层模型构建方法包括：根据基准站在3°带的高斯平面坐标和大地高，依次构建从0至10不同数量的约束方程，分别解算区域对流层模型的10个系数，得到1024组解算结果，基于命令式数据并行，循环计算所有不同模型系数情况下的各基准站上空的天顶对流层残差值，将残差平方和最小值作为标准，选择精度最高的模型系数作为最终模型。进一步的，用户站利用所述估计的星间单差宽巷和窄巷FCB以及所述区域CORS网对流层模型进行增强定位，所述增强定位的方法包括：根据测站的高斯平面坐标和大地高，内插得到测站天顶对流层延迟，直接对观测值进行改正，并依次固定宽巷模糊度和窄巷模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域CORS网非差并行增强方法，其特征在于，包括如下步骤：1)基于区域CORS网中各基准站的观测数据，将对每个观测数据文件的非差解算划分为一个任务，依次并行估计星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB；2)基于区域CORS网中各基准站的观测数据，利用所述估计的星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB，并行固定每个基准站的非差宽巷模糊度和非差窄巷模糊度，获得非差模糊度固定后每个基准站上空的天顶对流层延迟；3)基于基准站的高斯投影坐标，利用每个基准站上空的所述天顶对流层延迟，并行解算区域CORS网对流层延迟模型的系数，构建区域CORS网对流层模型；4)将星间单差宽巷FCB和星间单差窄巷FCB以及所述区域CORS网对流层模型发送到用户站。

【技术特征摘要】
1.一种区域CORS网非差并行增强方法，其特征在于，包括如下步骤：1)基于区域CORS网中各基准站的观测数据，将对每个观测数据文件的非差解算划分为一个任务，依次并行估计星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB；2)基于区域CORS网中各基准站的观测数据，利用所述估计的星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB，并行固定每个基准站的非差宽巷模糊度和非差窄巷模糊度，获得非差模糊度固定后每个基准站上空的天顶对流层延迟；3)基于基准站的高斯投影坐标，利用每个基准站上空的所述天顶对流层延迟，并行解算区域CORS网对流层延迟模型的系数，构建区域CORS网对流层模型；4)将星间单差宽巷FCB和星间单差窄巷FCB以及所述区域CORS网对流层模型发送到用户站。2.根据权利要求1所述的一种区域CORS网非差并行增强方法，其特征在于，步骤1)中，所述星间单差宽巷和星间单差窄巷FCB的估计方法为：基于命令式数据并行，利用各基准站平滑后的宽巷模糊度解算出星间单差宽巷FCB；然后进行星间单差宽巷模糊度固定，再利用正反向Kalman滤波解算得到的无电离层组合模糊度和固定后的星间单差宽巷模糊度，求出星间单差窄巷模糊度，最后解算星间单差窄巷FCB。3.根据权利要求1所述的一种区域CORS网非差并行增强方法，其特征在于，步骤2)中，宽巷模糊度采用直接取整法固定；窄巷模糊度采用LAMBDA搜索算法固定。4.根据权利要求1所述的一种区域CORS网非差并行增强方法，其特征在于，步骤3)中，所述区域CORS网对流层模型构建方法包括：根据基准站在3°带的高斯平面坐标和大地高，依次构建从0至10不同数量的约束方程，分别解算区域对流层模型的10个系数，得到1024组解算结果，基于命令式数据并行，循环计算所有不同模型系数情况下的各基准站上空的天顶对流层残差值，将残差平方和最小值作为标准，选择精度最高的模型系数作为最终模型。5.根据权利要求1所述的一种区域CORS网非差并行增强方法，其特征在于，用户站利用所述估计的星间单差宽巷和窄巷FCB以及所述区域CORS网对流层模型进行增强定位，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志平，李林阳，吕浩，邝英才，王方超，陈正生，崔阳，黄令勇，王宇谱，翟树峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南,41