一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法，先确定不同卫星的高度角和观测值权重，得到不同组合观测值的随机模型。先组成双差的宽巷组合方程，将双差宽巷整周模糊度固定后的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程，对虚拟的双差伪距观测方程和载波相位无电离层组合观测方程进行解算；根据固定的双差宽巷和窄巷整周模糊度进行模糊度为整数解的实时动态定位解算，得到实时动态定位坐标。本发明专利技术中的方法通过将双差宽巷整周模糊度固定的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程，较好地削弱电离层残差影响，并提高伪距观测的精度，从而令本发明专利技术中的方法可实现不同长度基线的实时动态定位的无缝连接。

A Real-time Dynamic Location Method for Different Length Baselines

The invention discloses a real-time dynamic positioning method suitable for different length baselines. Firstly, the altitude angle and observation weight of different satellites are determined, and the random models of different combination observation values are obtained. Firstly, the double-difference wide lane combination equation is constituted, and the phase wide lane combination observation equation with fixed ambiguity is taken as the virtual pseudo-distance observation equation, and the virtual double-difference pseudo-distance observation equation and carrier phase non-ionospheric combination observation equation are solved; according to the fixed ambiguity of double-difference wide lane and narrow lane, the real-time dynamic positioning solution with ambiguity as integer solution is carried out. Real-time dynamic positioning coordinates are obtained. The method in the present invention can better weaken the influence of ionospheric residual error and improve the precision of pseudo-range observation by using the combined observation equation of phase wide lanes with fixed ambiguity of the whole circumference of double-difference wide lanes as a virtual pseudo-range observation equation, thus enabling the method in the present invention to realize seamless connection of real-time dynamic positioning of different length baselines.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法
本专利技术涉及实时动态定位
，尤其涉及一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法。
技术介绍
实时动态差分定位(RealTimeKinematic,RTK)是一种高精度的卫星导航定位方法。用户可以实时获得厘米级的定位结果，因此在控制测量、变形监测等高精度工程领域中得到广泛应用。RTK常规数据处理方式有两种，一种是单频伪距和载波相位组合，其适用于短基线用户；另外一种是伪距和载波相位无电离层组合，适用于长基线用户。目前，尚无方案可实现对不同长度基线的RTK定位数据的统一处理，及对不同长度基线的RTK定位性能的无缝切换。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法，以解决现有技术中不能对不同长度基线定位性能进行无缝连接的问题。一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法，包括：获取用户站与参考卫星连线的高度角θyc，获取基准站与参考卫星连线的高度角θjc；获取所述用户站与每个非参考卫星连线的高度角θi1，获取所述基准站与每个非参考卫星连线的高度角θi2；所述非参考卫星为除参考卫星以外的所述用户站和所述基准站的共视卫星；θi1表示所述用户站与第i个非参考卫星连线的高度角，θi2表示所述基准站与第i个非参考卫星连线的高度角；将θyc与θjc的平均值确定为所述用户站和所述基准站的参考卫星高度角的平均值Er，将θi1与θi2的平均值确定为所述用户站和所述基准站的第i个非参考卫星高度角的平均值Ei；将宽巷组合观测值的权重确定为将无电离层组合相位观测值的权重确定为将无电离层组合伪距观测值的权重确定为将原始伪距观测值的权重确定为P，将原始相位观测值的权重确定为10000*P；根据多个高度角和不同观测值的权重确定不同卫星不同组合观测值的随机模型；获取用户站实时观测数据、基准站实时观测数据和广播星历；根据不同组合观测值的随机模型、用户站实时观测数据、基准站实时观测数据和广播星历，对双差伪距观测方程和相位宽巷组合观测方程进行解算，得到双差宽巷模糊度浮点解；根据双差宽巷模糊度浮点解采用最小二乘模糊度降相关平差法搜索双差宽巷模糊度的整数解，得到双差宽巷整周模糊度的最优解和双差宽巷整周模糊度的次优解；判断所述双差宽巷整周模糊度的最优解和所述双差宽巷整周模糊度的次优解的误差比率是否大于等于2，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述双差宽巷整周模糊度的最优解和所述双差宽巷整周模糊度的次优解的误差比率大于等于2时，将所述双差宽巷整周模糊度用最优解组合进行固定；将双差宽巷整周模糊度固定的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程，对所述虚拟的伪距观测方程和载波相位无电离层组合观测方程进行解算，得到双差窄巷模糊度浮点解；根据双差窄巷模糊度浮点解采用最小二乘模糊度降相关平差法搜索双差窄巷模糊度的整数解，得到所述双差窄巷整周模糊度的最优解和所述双差窄巷整周模糊度的次优解；判断所述双差窄巷整周模糊度的最优解和所述双差窄巷整周模糊度的次优解的误差比率是否大于等于2，得到第二判断结果；当所述双差窄巷整周模糊度的最优解和所述双差窄巷整周模糊度的次优解的误差比率大于等于2时，将所述双差窄巷整周模糊度用最优解组合进行固定；根据固定的双差宽巷整周模糊度和固定的双差窄巷整周模糊度进行模糊度为整数解的实时动态定位解算，得到实时动态定位坐标。可选的，所述的方法还包括根据Er和Ei采用高度角定权法得到第i个历元的协因数矩阵Di，根据多个协因数矩阵和不同观测值的权重确定不同卫星不同组合的双差观测值的权矩阵C。可选的，所述获取用户站实时观测数据、基准站实时观测数据和广播星历，具体包括：获取用户站采集的实时伪距观测数据和实时相位观测数据，获取基准站采集的实时伪距观测数据和实时相位观测数据，获取广播星历。可选的，所述对双差伪距观测方程和相位宽巷组合观测方程进行解算，得到双差宽巷模糊度浮点解，具体包括：采用最小二乘平差法对双差伪距观测方程(1)和相位宽巷组合观测方程(2)进行解算，得到双差宽巷模糊度浮点解；其中，公式(1)和(2)中为双差运算符号，i表示第i个用户站和基准站的共视卫星，j表示第j个用户站和基准站的共视卫星，A表示用户站，B表示基准站，表示A、B两测站在频率通道1上共视第i共视卫星和第j共视卫星的伪距观测值，表示A、B两测站到第i共视卫星和第j共视卫星的距离，表示A、B两测站到第i共视卫星和第j共视卫星信号传播路径上的电离层延迟一阶项误差，表示A、B两测站上第i共视卫星和第j共视卫星对应的对流层湿延迟投影系数作差后的平均数；表示A、B两测站的平均天顶对流层湿延迟，表示A、B两测站在频率通道1上共视第i共视卫星和第j共视卫星的伪距观测值的测量噪声，λW为宽巷波长，表示A、B两测站共视第i共视卫星和第j共视卫星的宽巷载波相位观测值，表示A、B两测站上第i共视卫星和第j共视卫星的宽巷模糊度；f1表示第i共视卫星的相位观测值的频率值，f2表示第j共视卫星的相位观测值的频率值，表示A、B两测站上第i共视卫星和第j共视卫星的宽巷载波相位观测值的测量噪声。可选的，所述将双差宽巷整周模糊度固定的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程，对所述虚拟的伪距观测方程和载波相位无电离层组合观测方程进行解算，得到双差窄巷模糊度浮点解，具体包括：所述将双差宽巷整周模糊度固定的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程(3)；采用最小二乘平差法对所述虚拟的伪距观测方程(3)和载波相位无电离层组合观测方程(4)进行解算，得到双差窄巷模糊度浮点解；其中，公式(3)和(4)中λIF表示无电离层组合观测值波长，表示A、B两测站上第i共视卫星和第j共视卫星的无电离层组合载波相位观测值，表示A、B两测站上第i共视卫星和第j共视卫星的无电离层组合模糊度，表示A、B两测站上第i共视卫星和第j共视卫星的无电离层组合载波相位观测值的测量噪声，表示A、B两测站在频率通道1上共视第i共视卫星和第j共视卫星的L1模糊度。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术的一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法，用户站和基准站的参考卫星高度角的平均值Er及第i个非参考卫星高度角的平均值Ei采用高度角定权法得到不同卫星不同类型的双差观测值的权矩阵C，进而得到不同组合观测值的随机模型；对双差伪距观测方程和相位宽巷组合观测方程进行解算，将双差宽巷整周模糊度固定；将双差宽巷整周模糊度固定的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程，对虚拟的伪距观测方程和载波相位无电离层组合观测方程进行解算，固定双差窄巷整周模糊度；根据固定的双差宽巷整周模糊度和固定的双差载波相位整周模糊度进行模糊度为整数解的实时动态定位解算，得到实时动态定位坐标。本专利技术中提供的方法通过将双差宽巷整周模糊度固定的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程，可以较好地削弱电离层残差影响，从而令本专利技术中的方法可实现不同长度基线的实时动态定位的无缝连接。本专利技术中提供的方法通过将双差宽巷整周模糊度固定的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程，还加快了模糊度和坐标参数的分离，提高了浮点解的精度，从而提高了实时动态定位精度和收敛速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法，其特征在于，包括：获取用户站与参考卫星连线的高度角θyc，获取基准站与参考卫星连线的高度角θjc；获取所述用户站与每个非参考卫星连线的高度角θi1，获取所述基准站与每个非参考卫星连线的高度角θi2；所述非参考卫星为除参考卫星以外的所述用户站和所述基准站的共视卫星；θi1表示所述用户站与第i个非参考卫星连线的高度角，θi2表示所述基准站与第i个非参考卫星连线的高度角；将θyc与θjc的平均值确定为所述用户站和所述基准站的参考卫星高度角的平均值Er，将θi1与θi2的平均值确定为所述用户站和所述基准站的第i个非参考卫星高度角的平均值Ei；将宽巷组合观测值的权重确定为

【技术特征摘要】
1.一种适用于不同长度基线的实时动态定位方法，其特征在于，包括：获取用户站与参考卫星连线的高度角θyc，获取基准站与参考卫星连线的高度角θjc；获取所述用户站与每个非参考卫星连线的高度角θi1，获取所述基准站与每个非参考卫星连线的高度角θi2；所述非参考卫星为除参考卫星以外的所述用户站和所述基准站的共视卫星；θi1表示所述用户站与第i个非参考卫星连线的高度角，θi2表示所述基准站与第i个非参考卫星连线的高度角；将θyc与θjc的平均值确定为所述用户站和所述基准站的参考卫星高度角的平均值Er，将θi1与θi2的平均值确定为所述用户站和所述基准站的第i个非参考卫星高度角的平均值Ei；将宽巷组合观测值的权重确定为将无电离层组合相位观测值的权重确定为将无电离层组合伪距观测值的权重确定为将原始伪距观测值的权重确定为P，将原始相位观测值的权重确定为10000*P；根据多个高度角和不同观测值的权重确定不同卫星不同组合观测值的随机模型；获取用户站实时观测数据、基准站实时观测数据和广播星历；根据不同组合观测值的随机模型、用户站实时观测数据、基准站实时观测数据和广播星历，对双差伪距观测方程和相位宽巷组合观测方程进行解算，得到双差宽巷模糊度浮点解；根据双差宽巷模糊度浮点解采用最小二乘模糊度降相关平差法搜索双差宽巷模糊度的整数解，得到双差宽巷整周模糊度的最优解和双差宽巷整周模糊度的次优解；判断所述双差宽巷整周模糊度的最优解和所述双差宽巷整周模糊度的次优解的误差比率是否大于等于2，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述双差宽巷整周模糊度的最优解和所述双差宽巷整周模糊度的次优解的误差比率大于等于2时，将所述双差宽巷整周模糊度用最优解组合进行固定；将双差宽巷整周模糊度固定的相位宽巷组合观测方程作为虚拟的伪距观测方程，对所述虚拟的伪距观测方程和载波相位无电离层组合观测方程进行解算，得到双差窄巷模糊度浮点解；根据双差窄巷模糊度浮点解采用最小二乘模糊度降相关平差法搜索双差窄巷模糊度的整数解，得到所述双差窄巷整周模糊度的最优解和所述双差窄巷整周模糊度的次优解；判断所述双差窄巷整周模糊度的最优解和所述双差窄巷整周模糊度的次优解的误差比率是否大于等于2，得到第二判断结果；当所述双差窄巷整周模糊度的最优解和所述双差窄巷整周模糊度的次优解的误差比率大于等于2时，将所述双差窄巷整周模糊度用最优解组合进行固定；根据固定的双差宽巷整周模糊度和固定的双差窄巷整周模糊度进行模糊度为整数解的实时动态定位解算，得到实时动态定位坐标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括根据Er和Ei采用高度角定权法得到第i个...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂锐，卢晓春，刘金海，张鹏飞，张睿，张兴刚，黄小东，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：陕西,61