考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统技术方案

本申请公开了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统。该方法包括：统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；比较所述标准差与预设值，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元；重复上述步骤直至所有历元完成解算。

【技术实现步骤摘要】
考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统
本说明书一般涉及定位
，具体涉及一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统。
技术介绍
在某一区域内建立多个(3个或者3个以上)的GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球卫星导航系统)卫星连续跟踪基准站(或称基站、参考站)，对该地区构成网状覆盖，为该区域内的定位用户提供实时的高精度误差改正信息，提高用户的定位精度，这种技术称为网络RTK技术。网络RTK技术中需要使用GNSS的载波观测量，载波观测量中存在一个未知的整周数(或称模糊度)，只有解算出载波观测值的模糊度才能实现高精度定位。在网络RTK中，通常将模糊度拆分为宽巷模糊度和窄巷模糊度分别进行解算。宽巷模糊度解算方法通常包括MW组合法和相位组合法，另外也可以同时估计大气值和宽巷模糊度参数来求解宽巷模糊度。现有的相位组合法是仅仅利用双频相位的观测值的线性组合，然后求解宽巷模糊度。由于宽巷模糊度波长较长，大约为0.86米，对于基线较短，比如20千米以内，通过观测值组双差，残余误差项大部分都小于半个波长0.43米，通过若干历元平滑取整后很容易求得宽巷模糊度。但是这只适合短基线，在基线较长，或者电离层活跃时间段，残余误差项经常会超过宽巷模糊度的半个波长，影响宽巷模糊度的正确固定。MW组合法是利用双频伪距和相位两类观测值的线性组合，采用MW组合可以消除对流层、电离层以及几何项，仅仅残余观测噪声和多路径误差。通过若干历元的平滑后，总的误差一般小于宽巷模糊度的半个波长，可以得到宽巷模糊度的正确值。MW组合利用精度较低的伪距观测值，当伪距的观测噪声较大，或者多路径误差较大时，很难保证总的误差小于宽巷模糊度的半个波长，影响宽巷双差模糊度的正确固定。在已有的技术中，通常选择其中一种方法来解算宽巷模糊度，难以保证不同情况下宽巷模糊度解算的准确性和可靠性。
技术实现思路
本说明书提供了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统，提高网络RTK解算宽巷模糊度的准确性和可靠性。本申请公开了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，包括：统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；比较所述标准差与预设值，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元；重复上述步骤直至所有历元完成解算。在一个优选例中，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，还包括：对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。在一个优选例中，所述预设值的范围为0.2～0.3。在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；所述单历元值为：其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第一和第二频率的双差载波相位观测值，▽ΔP1和▽ΔP2分别为所述第一和第二频率的双差伪距观测值，λwl为宽巷波长；基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解计算宽巷模糊度整数解在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，所述宽巷模糊度整数解采用以下方式计算：采用相位组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；所述单历元值为：Δ▽φwl＝(▽Δφ1-▽Δφ2)-(▽Δρ+Δ▽Tdry)/λwl，其中▽Δρ为双差真空几何距离，Δ▽Tdry为双差对流层干延迟，▽Δφ1和▽Δφ2分别为第一和第二频率的双差载波相位观测值，λwl为宽巷波长；基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解计算宽巷模糊度整数解在一个优选例中，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解进一步包括：采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；其中k表示累积历元数，表示第k历元的双差观测值，表示第k历元的双差滤波值。在一个优选例中，所述窄巷模糊度整数解采用以下方式计算：基于下式采用滤波方法执行无电离层模糊度解算其中Δ▽Pif为无电离层伪距观测值，Δ▽φif为无电离层载波观测值，Δ▽ρ为双差真空几何距离，mpw为对流层湿延迟投影函数，Δ▽Tzwd为对流层天顶湿延迟参数，λif为无电离层组合的波长，Δ▽Nif为无电离层组合模糊度，得到双差观测值对应的无电离层浮点模糊度及对应的方差协方差阵基于所述宽巷模糊度整数解和所述无电离层浮点模糊度及对应的方差协方差阵计算窄巷模糊度浮点解及对应的方差协方差阵其中计算第一频率窄巷模糊度整数解和第二频率窄巷模糊度整数解其中在一个优选例中，所述双差电离层延迟通过以下方式计算：获取第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，其中和分别为所述第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，λ1和λ2分别为所述第一和第二频率的波长；计算所述电离层延迟为本申请还公开了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，包括：统计单元，配置为统计GNSS基准站网络中上一历元所有基线所有卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；比较单元，配置为比较所述标准差与预设值；解算单元，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元。在一个优选例中，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，所述解算单元还被配置为：对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；所述单历元值为：其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，包括：/n统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；/n比较所述标准差与预设值，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元；/n重复上述步骤直至所有历元完成解算。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，包括：
统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；
比较所述标准差与预设值，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元；
重复上述步骤直至所有历元完成解算。


2.如权利要求1所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，还包括：
对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。


3.如权利要求1所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述预设值的范围为0.2～0.3。


4.如权利要求1所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：
采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第一和第二频率的双差载波相位观测值，▽ΔP1和▽ΔP2分别为所述第一和第二频率的双差伪距观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
计算宽巷模糊度整数解


5.如权利要求1所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，所述宽巷模糊度整数解采用以下方式计算：
采用相位组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：Δ▽φwl＝(▽Δφ1-▽Δφ2)-(▽Δρ+Δ▽Tdry)/λwl，其中▽Δρ为双差真空几何距离，Δ▽Tdry为双差对流层干延迟，▽Δφ1和▽Δφ2分别为第一和第二频率的双差载波相位观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
计算宽巷模糊度整数解


6.如权利要求4或5所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解进一步包括：
采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；






其中k表示累积历元数，表示第k历元的双差观测值，表示第k历元的双差滤波值。


7.如权利要求4或5所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述窄巷模糊度整数解采用以下方式计算：
基于下式采用滤波方法执行无电离层模糊度解算



其中Δ▽Pif为无电离层伪距观测值，Δ▽φif为无电离层载波观测值，Δ▽ρ为双差真空几何距离，mpw为对流层湿延迟投影函数，Δ▽Tzwd为对流层天顶湿延迟参数，λif为无电离层组合的波长，Δ▽Nif为无电离层组合模糊度，得到双差观测值对应的无电离层浮点模糊度及对应的方差协方差阵
基于所述宽巷模糊度整数解和所述无电离层浮点模糊度及对应的方差协方差阵计算窄巷模糊度浮点解及对应的方差协方差阵其中



计算第一频率窄巷模糊度整数解和第二频率窄巷模糊度整数解其中


8.如权利要求7所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述双差电离层延迟通过以下方式计算：
获取第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，

其中和分别为所述第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，λ1和λ2分别为所述第一和第二频率的波长；
计算所述电离层延迟为


9.一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，包括：
统计单元，配置为统计GNSS基准站网络中上一历元所有基线所有卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锡扬，
申请(专利权)人：千寻位置网络有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31