一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法、电子设备、存储介质技术

本发明专利技术提供一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法，包括步骤：基准站相位模糊度浮点解解算，固定模糊度成整数，提取电离层和对流层大气延迟信息，选择基准站坐标和大气延迟数据，计算终端大气延迟数据和质量指标，约束终端PPP算法。本发明专利技术涉及电子设备和存储方法。本发明专利技术采用PPP模糊度固定技术提取基准站的电离层和对流层大气延迟信息，把基准站的大气延迟信息播发给终端用户，终端用户接收到基准站大气延迟信息后利用其周边基准站的大气延迟信息计算用户端的大气延迟数据以及大气延迟数据的质量指标，最后采用计算得到的大气延迟数据及其质量指标信息约束终端PPP的电离层和对流层参数，使得PPP定位能够快速获得高精度位置坐标。

【技术实现步骤摘要】
一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法、电子设备、存储介质
本专利技术涉及GNSS卫星定位
，尤其涉及一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法、电子设备、存储介质。
技术介绍
精密单点定位技术(PPP,precisepointpositioning)可以采用一台接收机，利用卫星伪距和相位观测值，以及卫星精密轨道钟差数据解算得到用户的绝对位置坐标。PPP技术可以利用单台接收机实时获得厘米级精度的定位服务，不依赖于基准站，但收敛时间长。实时动态差分定位技术(RTK，real-timekinematic)是实时处理两个测量站的载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。RTK技术收敛时间快，但依赖于流动站与基准站间的距离。为了结合两种技术的优点，近年来发展了PPP-RTK技术。PPP-RTK技术是利用稀疏的基准站网生成区域电离层和对流层产品，电离层和对流层数据产品统称为大气产品，把大气产品播发给用户端进行PPP增强定位，使PPP能够在1分钟左右实时获得厘米级定位服务。终端用户接收到高精度电离层和对流层产品后，采用PPP技术约束用户端的电离层和对流层延迟参数，可以在1分钟左右实时获得厘米级的绝对定位服务。上述技术流程为区域增强PPP-RTK的基本技术流程，此技术的关键点之一在于电离层和对流层大气产品的数据质量。现有技术方案采用的内符合方差质量指标普遍比实际情况更优，准确性较低；内插距离计算的质量指标脱离了基准站的实际大气数据，只与距离有关；固定的经验值局限性较大。电离层和对流层产品精度的可靠性是提供可靠PPP-RTK服务的前提，大气产品精度异常将很大程度降低PPP收敛速度，甚至导致定位结果出现粗差。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法，提供精度更可靠的电离层和对流层产品，避免或减弱精度差的大气产品对终端PPP定位的影响。本专利技术提供一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法，包括以下步骤：基准站相位模糊度浮点解解算，采用无电离层组合模型解算浮点模糊度，采用MW组合估计宽巷模糊度浮点解，通过所述宽巷模糊度浮点解计算宽巷模糊度整数解，通过所述宽巷模糊度整数解和无电离层组合模糊度浮点解计算基础模糊度浮点解；固定模糊度成整数，利用所述MW组合固定宽巷模糊度，搜索窄巷模糊度，得到模糊度固定解；提取大气延迟信息，通过基准站PPP解算得到天顶湿对流层未知参数值，将所述天顶湿对流层未知参数值作为对流层延迟产品的数值，提取电离层延迟，取参考星的浮点模糊度作为基准，得到非差电离层延迟；选择基准站数据，接收生成的基准站坐标以及电离层和对流层数据信息，通过单点定位模式计算终端的概略位置坐标，终端根据自己的概略坐标选择附近若干基准站的数据；计算用户终端的大气延迟数据和质量指标，建立电离层模型，得到区域电离层模型产品以及对应的质量因子，利用用户概略坐标和电离层模型计算用户端的电离层延迟数据，建立对流层模型，得到用户端的对流层延迟数据以及数据质量因子；约束终端PPP算法，采用非差非组合模型，将用户端电离层和对流层作为未知参数进行估计，将电离层数据质量因子和对流层数据质量因子分别作为电离层参数和对流层参数方差约束条件，进行PPP解算，得到高精度定位结果。进一步地，所述基准站相位模糊度浮点解解算步骤中，所述无电离层组合观测方程为：其中，PIF和ΦIF分别为伪距和相位的无电离层组合观测值，P1和P2分别为第一和第二频率的伪距观测值，Φ1和Φ2分别为第一和第二频率以米为单位的相位观测值，f1和f2分别为第一和第二频率的频率值，r为测站，s为卫星，c为光速，c＝299792458.0m/s，为测站至卫星的真实几何距离，dtr为接收机钟差，dts为卫星钟差，Ttrop为对流层延迟，为地球固体潮改正、地球自转改正以及其他没有进行模型改正的误差，λ1和λ2为第一和第二频率的波长，N1和N2为第一和第二频率的模糊度，为地球固体潮改正、地球自转改正，相位缠绕改正以及其他没有进行模型改正的误差；无电离层组合模糊度浮点解进一步地，MW组合求宽巷模糊度浮点解公式为：其中，λwl＝c/(f1-f2)为宽巷波长；利用宽巷UPD产品对宽巷模糊度卫星端相位偏差进行改正，通过星间单差对接收机端相位偏差进行消除，所述UPD产品为卫星端的未矫正相位模糊度小数偏差，所述星间单差为卫星与某颗参考星作差，分别对每颗卫星的单差宽巷浮点模糊度进行时间滤波取平均值，再对平均值进行四舍五入取整得到宽巷模糊度整数解Nwl；所述基础模糊度浮点解计算公式为：进一步地，所述固定模糊度成整数步骤中，采用lamda法搜索窄巷模糊度。进一步地，所述提取大气延迟信息步骤中，所述提取电离层延迟公式为：基准站PPP解算中，模糊度固定是基于星间单差，忽略相位观测值的噪声影响，所述提取电离层延迟公式表示为：(5)其中，为参考星的模糊度。进一步地，所述计算用户终端的大气延迟数据和质量指标步骤中，所述电离层模型采用多项式模型，模型公式为：其中，stecs是卫星s的电离层延迟，是多项式系数，是测站i的位置坐标纬度和经度，是建模区域中心点坐标的纬度和经度。进一步地，所述计算用户终端的大气延迟数据和质量指标步骤中，所述建立电离层模型包括：对选择的若干基准站的电离层进行基准统一：选择一颗公共的参考星，然后每个基准站的卫星电离层与参考星的各自电离层进行作差，得到单差电离层stec；利用区域内单站电离层数据拟合出公式(5)的多项式系数；利用拟合得到的多项式系数重新计算得到每个基准站每颗卫星的电离层延迟计算值stec0；基准站单差电离层stec减去stec0得到每个基准每颗卫星的电离层残差；利用基准站的电离层残差，采用反距离加权内插方法内插得到用户端的电离层残差，将此残差的绝对值作为电离层产品的质量因子QI；利用用户概略坐标和多项式模型计算用户端的电离层延迟数据。进一步地，所述计算用户终端的大气延迟数据和质量指标步骤中，采用反距离加权方法建立对流层模型，包括以下步骤：将所有基准站的天顶对流层湿延迟值归算到高程为用户位置高程H米处的对流层，得到高程为H米的每个基准站的天顶湿对流层延迟值zwd0；采用反距离内插方法内插出用户位置的天顶湿延迟；利用2至最后一号基准站的对流层数据，采用反距离加权方法内插出1号基准站的对流层zwd'，zwd'减去zwd0得到1号基准站的对流层残差Δzwd，分别计算其他基准站的对流层残差，再采用反距离加权方法内插用户端的对流层残差Δzwd0，将Δzwd0的绝对值作为对流层产品的质量因子QI。一种电子设备，包括：处理器；存储器；以及程序，其中所述程序被存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n基准站相位模糊度浮点解解算，采用无电离层组合模型解算浮点模糊度，采用MW组合估计宽巷模糊度浮点解，通过所述宽巷模糊度浮点解计算宽巷模糊度整数解，通过所述宽巷模糊度整数解和无电离层组合模糊度浮点解计算基础模糊度浮点解；/n固定模糊度成整数，利用所述MW组合固定宽巷模糊度，搜索窄巷模糊度，得到模糊度固定解；/n提取大气延迟信息，通过基准站PPP解算得到天顶湿对流层未知参数值，将所述天顶湿对流层未知参数值作为对流层延迟产品的数值，提取电离层延迟，取参考星的浮点模糊度作为基准，得到非差电离层延迟；/n选择基准站数据，接收生成的基准站坐标以及电离层和对流层数据信息，通过单点定位模式计算终端的概略位置坐标，终端根据自己的概略坐标选择附近若干基准站的数据；/n计算用户终端的大气延迟数据和质量指标，建立电离层模型，得到区域电离层模型产品以及对应的质量因子，利用用户概略坐标和电离层模型计算用户端的电离层延迟数据，建立对流层模型，得到用户端的对流层延迟数据以及数据质量因子；/n约束终端PPP算法，采用非差非组合模型，将用户端电离层和对流层作为未知参数进行估计，将电离层数据质量因子和对流层数据质量因子分别作为电离层参数和对流层参数方差约束条件，进行PPP解算，得到高精度定位结果。/n...

【技术特征摘要】
1.一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
基准站相位模糊度浮点解解算，采用无电离层组合模型解算浮点模糊度，采用MW组合估计宽巷模糊度浮点解，通过所述宽巷模糊度浮点解计算宽巷模糊度整数解，通过所述宽巷模糊度整数解和无电离层组合模糊度浮点解计算基础模糊度浮点解；
固定模糊度成整数，利用所述MW组合固定宽巷模糊度，搜索窄巷模糊度，得到模糊度固定解；
提取大气延迟信息，通过基准站PPP解算得到天顶湿对流层未知参数值，将所述天顶湿对流层未知参数值作为对流层延迟产品的数值，提取电离层延迟，取参考星的浮点模糊度作为基准，得到非差电离层延迟；
选择基准站数据，接收生成的基准站坐标以及电离层和对流层数据信息，通过单点定位模式计算终端的概略位置坐标，终端根据自己的概略坐标选择附近若干基准站的数据；
计算用户终端的大气延迟数据和质量指标，建立电离层模型，得到区域电离层模型产品以及对应的质量因子，利用用户概略坐标和电离层模型计算用户端的电离层延迟数据，建立对流层模型，得到用户端的对流层延迟数据以及数据质量因子；
约束终端PPP算法，采用非差非组合模型，将用户端电离层和对流层作为未知参数进行估计，将电离层数据质量因子和对流层数据质量因子分别作为电离层参数和对流层参数方差约束条件，进行PPP解算，得到高精度定位结果。


2.如权利要求1所述的一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法，其特征在于：所述基准站相位模糊度浮点解解算步骤中，所述无电离层组合观测方程为：



其中，PIF和ΦIF分别为伪距和相位的无电离层组合观测值，P1和P2分别为第一和第二频率的伪距观测值，Φ1和Φ2分别为第一和第二频率以米为单位的相位观测值，f1和f2分别为第一和第二频率的频率值，r为测站，s为卫星，c为光速，c＝299792458.0m/s，为测站至卫星的真实几何距离，dtr为接收机钟差，dts为卫星钟差，Ttrop为对流层延迟，为地球固体潮改正、地球自转改正以及其他没有进行模型改正的误差，λ1和λ2为第一和第二频率的波长，N1和N2为第一和第二频率的模糊度，为地球固体潮改正、地球自转改正，相位缠绕改正以及其他没有进行模型改正的误差；无电离层组合模糊度浮点解


3.如权利要求2所述的一种GNSS区域增强电离层和对流层大气产品质量指标计算方法，其特征在于：MW组合求宽巷模糊度浮点解公式为：



其中，λwl＝c/(f1-f2)为宽巷波长；
利用宽巷UPD产品对宽巷模糊度卫星端相位偏差进行改正，通过星间单差对接收机端相位偏差进行消除，所述UPD产品为卫星端的未矫正相位模糊度小数偏差，所述星间单差为卫星与某颗参考星作差，分别对每颗卫星的单差宽巷浮点模糊度进行时间滤波取平均值，再对平均值进行四舍五入取整得到宽巷模糊度整数解Nwl；
所述基础模糊度浮点解计算公式为：





4.如权利要求1所述的一种GNSS区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖允斌，史小雨，左翔，单弘煜，
申请(专利权)人：广州星际互联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44