一种RTK定位方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种RTK定位方法及装置，方法包括：建立基于载波观测值和伪距观测值的双差观测方程，包括三频双差观测方程或双频双差观测方程；求解双差观测方程，得到卫地距参数、模糊度参数以及电离层延迟参数的平差值及其协方差矩阵，平差值都为浮点解；根据模糊度参数的浮点解及其协方差矩阵求解模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，并得到模糊度参数固定解对应的卫地距参数以及电离层延迟参数的固定解及其协方差矩阵；由卫地距参数的浮点解或卫地距参数的固定解及其协方差矩阵，建立与基线坐标参数、对流层湿延迟参数之间的线性关系，最终解算得到基线坐标参数。本申请能够同时兼容双频和三频信号数据的RTK定位。

【技术实现步骤摘要】
一种RTK定位方法及装置
本申请涉及卫星定位
，尤其涉及一种RTK定位方法及装置。
技术介绍
随着BDS系统组网完成，BDS卫星将向全球用户提供高精度位置服务，而BDS卫星最大的优势是设计之初就提供了三频观测数据，所以目前在轨运行并提供正常定位导航服务的BDS卫星都能提供B1、B2和B3信号。GPS系统在进入现代化后，其发射的12颗BLOCKIIF卫星和紧随其后的2颗BLOCKIII/IIIF卫星在原有频率的基础上增加了第三个民用频率L5，这就意味着如今有17颗卫星能够提供L1、L2和L5信号。可以看到目前随着全球导航卫星系统的发展，越来越多的卫星都将提供三频信号服务。与传统的双频信号服务相比，用户接收到的卫星数量变多，同时观测值种类和数量也变多，所以用于位置解算的多余观测值变多，将更有利于应对复杂观测环境相对定位以及长距离RTK定位。目前最新的GNSS接收机都能够接收三频数据，但仍有部分接收机只支持双频数据，为此需要开展能够同时兼容双频和三频信号数据的RTK定位算法。
技术实现思路
本申请提供了一种RTK定位方法及装置，使得GNSS接收机能够同时兼容双频和三频信号数据的RTK定位。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种RTK定位方法，所述方法包括：建立基于载波观测值和伪距观测值的双差观测方程，所述双差观测方程包括三频卫星信号下的三频双差观测方程或双频卫星信号下的双频双差观测方程；采用序贯最小二乘或者卡尔曼滤波方法求解所述双差观测方程，得到卫地距参数、模糊度参数以及电离层延迟参数的平差值及其协方差矩阵，所述平差值都为浮点解；根据所述模糊度参数的浮点解及其协方差矩阵求解模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，并得到所述模糊度参数固定解对应的所述卫地距参数以及所述电离层延迟参数的固定解及其协方差矩阵；由所述卫地距参数的浮点解或所述卫地距参数的固定解及其协方差矩阵，建立与基线坐标参数、对流层湿延迟参数之间的线性关系。可选的，所述三频双差观测方程具体为：式中，j，k表示共同卫星，r为基站，u为流动站；表示双差伪距观测值，表示双差载波观测值，γi表示观测值频率与L1频率比值的平方，λi表示不同载波观测值的波长，表示L1伪距电离层延迟参数，表示L1载波模糊度参数，表示卫地距参数，i为频率；Iv为与电离层延迟参数相关的伪观测值；为双差超宽巷载波观测值，为超宽巷模糊度参数，λE为超宽巷载波波长，γE表示超宽巷载波频率与L1频率比值的平方；为双差宽巷载波观测值，为宽巷模糊度参数，λW为宽巷载波波长，γW表示宽巷载波频率与L1频率比值的平方。可选的，所述双频双差观测方程具体为：可选的，所述根据所述模糊度参数的浮点解及其协方差矩阵求解模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，具体为：采用LAMBDA部分模糊度固定方法固定所述模糊度参数浮点解，求得模糊度参数的固定解及其协方差矩阵。可选的，所述采用LAMBDA部分模糊度固定方法固定所述模糊度参数，求得模糊度参数的固定解，具体为：获取所述模糊度参数的浮点解及其协方差；标识已经固定的所述模糊度参数和未固定的所述模糊度参数，并生成未固定的所述模糊度参数的所述浮点解及其协方差；采用LAMBDA方法固定所述模糊度参数，对新固定的所述模糊度参数进行残差检验，保存新固定的所述模糊度参数；若已经固定的所述模糊度参数数量大于预设的阈值，则根据已经固定的模糊度参数求解卫地距参数和电离层延迟参数及其协方差，得到卫地距参数和电离层延迟参数的固定解。可选的，所述由所述卫地距参数的浮点解或所述卫地距参数的固定解及其协方差矩阵，建立与基线坐标参数、对流层湿延迟参数之间的线性关系，具体为：由所述卫地距参数的浮点解和/或固定解及其协方差矩阵，建立与基线坐标参数与对流层湿延迟参数之间的线性关系：式中，表示所述卫地距参数的浮点解和/或者固定解，表示卫地距参数浮点解或固定解的协方差矩阵；ΔX，ΔY，ΔZ表示基线坐标参数；Tw表示对流层湿延迟参数；表示任意卫星s与参考卫星的星间单差在地心地固坐标系X，Y，Z坐标轴分量，表示任意卫星s与参考卫星的星间单差对流层湿延迟映射函数。本申请第二方面提供一种RTK定位装置，所述装置包括：观测方程建立单元，用于建立基于载波观测值和伪距观测值的双差观测方程，所述双差观测方程包括三频卫星信号下的三频双差观测方程或双频卫星信号下的双频双差观测方程；求解单元，用于采用序贯最小二乘或者卡尔曼滤波方法求解所述双差观测方程，得到卫地距参数、模糊度参数以及电离层延迟参数的平差值及其协方差矩阵，所述平差值都为浮点解；第一固定单元，根据所述模糊度参数的浮点解及其协方差矩阵求解模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，并得到所述模糊度参数固定解对应的所述卫地距参数以及所述电离层延迟参数的固定解及其协方差矩阵；定位单元，用于由所述卫地距参数的浮点解或所述卫地距参数的固定解及其协方差矩阵，建立与基线坐标参数、对流层湿延迟参数之间的线性关系。可选的，所述第一固定单元具体用于采用LAMBDA方法固定所述模糊度参数浮点解，求得模糊度参数的固定解及其协方差矩阵。可选的，所述第一固定单元还包括：获取单元，获取所述模糊度参数的浮点解及其协方差；标识单元，标识已经固定的所述模糊度参数和未固定的所述模糊度参数，并生成未固定的所述模糊度参数的所述浮点解及其协方差；第二固定单元，用于采用LAMBDA方法固定所述模糊度参数，对新固定的所述模糊度参数进行残差检验，保存新固定的所述模糊度参数；生成单元，用于若已经固定的所述模糊度参数数量大于预设的阈值，则根据已经固定的模糊度参数求解卫地距参数和电离层延迟参数及其协方差，得到卫地距参数和电离层延迟参数的固定解。可选的，所述定位单元具体用于由所述卫地距参数的浮点解或固定解及其协方差矩阵，建立与基线坐标参数、对流层湿延迟参数之间的线性关系：式中，表示所述卫地距参数的浮点解和/或者固定解，表示卫地距参数浮点解或固定解的协方差矩阵；ΔX，ΔY，ΔZ表示基线坐标参数；Tw表示对流层湿延迟参数；表示任意卫星s与参考卫星的星间单差在地心地固坐标系下X，Y，Z坐标轴分量下的方向余弦，表示任意卫星s与参考卫星的星间单差对流层湿延迟映射函数。从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：本申请中，提供了一种RTK定位方法，包括：建立基于载波观测值和伪距观测值的双差观测方程，双差观测方程包括三频卫星信号下的三频双差观测方程或双频卫星信号下的双频双差观测方程；采用序贯最小二乘或者卡尔曼滤波方法求解双差观测方程，得到卫地距参数、模糊度参数以及电离层延迟参数的平差值及其协方差矩阵，平差值都为浮点解；根据模糊度参数的浮点解及其协方差矩阵求解模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，并得到模糊度参数固定解对应的卫地距参数以及电离层延迟参数的固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RTK定位方法，其特征在于，包括：/n建立基于载波观测值和伪距观测值的双差观测方程，所述双差观测方程包括三频卫星信号下的三频双差观测方程或双频卫星信号下的双频双差观测方程；/n采用序贯最小二乘或者卡尔曼滤波方法求解所述双差观测方程，得到卫地距参数、模糊度参数以及电离层延迟参数的平差值及其协方差矩阵，所述平差值都为浮点解；/n根据所述模糊度参数的浮点解及其协方差矩阵求解模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，并得到所述模糊度参数固定解对应的所述卫地距参数以及所述电离层延迟参数的固定解及其协方差矩阵；/n由所述卫地距参数的浮点解或固定解及协方差矩阵，建立与基线坐标参数、对流层湿延迟参数之间的线性关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种RTK定位方法，其特征在于，包括：
建立基于载波观测值和伪距观测值的双差观测方程，所述双差观测方程包括三频卫星信号下的三频双差观测方程或双频卫星信号下的双频双差观测方程；
采用序贯最小二乘或者卡尔曼滤波方法求解所述双差观测方程，得到卫地距参数、模糊度参数以及电离层延迟参数的平差值及其协方差矩阵，所述平差值都为浮点解；
根据所述模糊度参数的浮点解及其协方差矩阵求解模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，并得到所述模糊度参数固定解对应的所述卫地距参数以及所述电离层延迟参数的固定解及其协方差矩阵；
由所述卫地距参数的浮点解或固定解及协方差矩阵，建立与基线坐标参数、对流层湿延迟参数之间的线性关系。


2.根据权利要求1所述的RTK定位方法，其特征在于，所述三频双差观测方程具体为：



式中，j，k表示共同卫星，r为基站，u为流动站；表示双差伪距观测值，表示双差载波观测值，γi表示观测值频率与L1频率比值的平方，λi表示不同载波观测值的波长，表示L1伪距电离层延迟参数，表示L1载波模糊度参数，表示卫地距参数，i为频率；Iv为与电离层延迟参数相关的伪观测值；

为双差超宽巷载波观测值，为超宽巷模糊度参数，λE为超宽巷载波波长，γE表示超宽巷载波频率与L1频率比值的平方；

为双差宽巷载波观测值，为宽巷模糊度参数，λW为宽巷载波波长，γW表示宽巷载波频率与L1频率比值的平方。


3.根据权利要求1所述的RTK定位方法，其特征在于，所述双频双差观测方程具体为：





4.根据权利要求1所述的RTK定位方法，其特征在于，所述根据所述模糊度参数的浮点解及其协方差矩阵求解模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，具体为：
采用LAMBDA部分模糊度固定方法固定所述模糊度参数的浮点解，求得模糊度参数的固定解及其协方差矩阵。


5.根据权利要求4所述的RTK定位方法，其特征在于，所述采用LAMBDA部分模糊度固定方法固定所述模糊度参数浮点解，求得模糊度参数的固定解及其协方差矩阵，具体为：
获取所述模糊度参数的浮点解及其协方差；
标识已经固定的所述模糊度参数和未固定的所述模糊度参数，并生成未固定的所述模糊度参数的浮点解及其协方差；
采用LAMBDA方法固定所述模糊度参数，对新固定的所述模糊度参数进行残差检验，保存新固定的所述模糊度参数；
若已经固定的所述模糊度参数数量大于预设的阈值，则根据已经固定的模糊度参数求解卫地距参数和电离层延迟参数及其协方差，得到卫地距参数和电离层延迟参数的固定解。


6.根据权利要求1所述的RTK定位方法，其特征在于，所述由所述卫地距参数的浮点解或固定解及其协方差矩阵，建立与基线坐标参数、对流层湿延迟参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：文述生，王江林，王克志，李宁，周光海，肖浩威，闫少霞，刘国光，郝志刚，赵瑞东，闫志愿，陈奕均，黄海锋，
申请(专利权)人：广州南方卫星导航仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44