一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法及系统。所述方法包括：获取观测数据和产品数据；观测数据包括LEO卫星伪距观测值、LEO卫星双频载波相位观测值、GNSS卫星伪距观测值和GNSS卫星双频载波相位观测值；基于观测数据进行伪距单点定位，得到初始定位数据；对产品数据进行误差修正，得到修正数据；基于观测数据、初始定位数据和修正数据进行精密单点定位，得到定位结果。本发明专利技术能提高定位性能。本发明专利技术能提高定位性能。本发明专利技术能提高定位性能。

【技术实现步骤摘要】
一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及导航定位领域，特别是涉及一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法及系统。

技术介绍

[0002]随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)的蓬勃发展，其定位、导航和授时(Positioning Navigation and Timing，PNT)功能得到不断的扩展和深入，广泛应用于科学研究、生产、生活等方面。精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)技术作为GNSS精密定位的新发展技术之一，可以基于伪距观测值和载波双频载波相位观测值实现全球性、全天候的高精度定位，成为近年来卫星导航领域的研究热点。
[0003]目前，单系统PPP定位技术趋于成熟，多系统融合PPP定位技术弥补了单系统PPP定位可见卫星数较少的短板，显著提高了定位性能，然而，收敛时间仍旧过长，对PPP在实时场景中的应用有所限制。因此，定位性能仍有待提高。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术实施例提供一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法及系统，以提高定位性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法，包括：
[0007]获取观测数据和产品数据；所述观测数据包括LEO卫星伪距观测值、LEO卫星双频载波相位观测值、GNSS卫星伪距观测值和GNSS卫星双频载波相位观测值；所述产品数据包括精密星历、精密钟差、天线文件数据、地球自转参数和硬件延迟参数；
[0008]基于所述观测数据进行伪距单点定位，得到初始定位数据；所述初始定位数据包括测站三维坐标初值、卫星高度角和卫星方位角；
[0009]对所述产品数据进行误差修正，得到修正数据；
[0010]基于所述观测数据、所述初始定位数据和所述修正数据进行精密单点定位，得到定位结果。
[0011]可选的，所述基于所述观测数据进行伪距单点定位，得到初始定位数据，具体包括：
[0012]基于所述观测数据建立低轨增强GNSS伪距单点定位函数模型；所述低轨增强GNSS伪距单点定位函数模型包括伪距单点定位观测方程和高度角定权模型；
[0013]对所述低轨增强GNSS伪距单点定位函数模型求解，得到所述初始定位数据。
[0014]可选的，所述基于所述观测数据、所述初始定位数据和所述修正数据进行精密单点定位，得到定位结果，具体包括：
[0015]对所述观测数据进行无电离层组合，得到无电离层组合观测值；
[0016]基于所述无电离层组合观测值、所述初始定位数据和所述修正数据建立低轨增强GNSS精密单点定位模型；所述低轨增强GNSS精密单点定位模型包括精密单点定位观测方程和高度角定权模型；
[0017]采用递归最小二乘法对所述低轨增强GNSS精密单点定位模型求解，得到所述定位结果。
[0018]可选的，所述伪距单点定位观测方程为
[0019][0020][0021][0022]其中，P
G
表示GPS卫星伪距观测值；P
C
表示BDS卫星伪距观测值；P
L
表示LEO卫星伪距观测值；表示GPS卫星的卫地距初值；表示BDS卫星的卫地距初值；表示LEO卫星的卫地距初值；c表示光速；dt
r
表示接收机钟差；表示GPS与BDS的接收机钟差之差；表示GPS与LEO的接收机钟差之差；dt
s
表示卫星钟差；T表示对流层误差；I
G
表示GPS卫星的电离层误差；I
C
表示BDS卫星的电离层误差；I
L
表示LEO卫星的电离层误差；E
G
为GPS卫星的其他误差之和；E
C
为BDS卫星的其他误差之和；E
L
为LEO卫星的其他误差之和；所述其他误差包括潮汐、地球自转、相对论、相位缠绕、天线相位偏差和多路径误差；ε
G
为GPS卫星的观测噪声；ε
C
为BDS卫星的观测噪声；ε
L
为LEO卫星的观测噪声；A
G
为GPS卫星的系数矩阵；A
C
为BDS卫星的系数矩阵；A
L
为LEO卫星的系数矩阵；X0＝[x0,y0,z0]表示测站的初始化坐标的改正数。
[0023]所述高度角定权模型为
[0024][0025]表示观测值方差，表示伪距和双频载波相位观测值先验方差，θ表卫星高度角，α表示高度角阈值。
[0026]可选的，所述精密单点定位观测方程为
[0027][0028]其中，表示GPS卫星消电离层组合伪距观测值；表示BDS卫星消电离层组合伪距观测值；表示LEO卫星消电离层组合伪距观测值；表示GPS卫星消电离层组合双频载波相位观测值；表示BDS卫星消电离层组合双频载波相位观测值；表示LEO卫星消电离层组合伪双频载波相位观测值；表示GPS卫星的卫地距初值；表示BDS卫星的卫地距初值；表示LEO卫星的卫地距初值；c表示光速；为吸收了GPS卫星接收机端消电离层伪距硬件延迟的接收机钟差；为吸收了BDS卫星接收机端消电离层伪距硬件延迟的接收机钟差；为吸收了LEO卫星接收机端消电离层伪距硬件延迟的接收机钟差；T表示对流层误差；表示GPS和BDS的系统间偏差；表示GPS和LEO的系统间偏差；λ
G
表示GPS卫星无电离层组合波长；λ
C
表示BDS卫星无电离层组合波长；λ
L
表示LEO卫星无电离层组合波长；为GPS卫星吸收了包含伪距和双频载波相位观测值硬件延迟的消电离层组合模糊度参数；为BDS卫星吸收了包含伪距和双频载波相位观测值硬件延迟的消电离层组合模糊度参数；为LEO卫星吸收了包含伪距和双频载波相位观测值硬件延迟的消电离层组合模糊度参数；TO
C,G
表示BDS卫星与GPS卫星之间钟差基准约束固有的时间差异；TO
L,G
表示LEO卫星与GPS卫星之间钟差基准约束固有的时间差异；表示BDS卫星消电离层组合接收机端的伪距硬件延迟；表示LEO卫星消电离层组合接收机端的伪距硬件延迟；为的其他误差之和；为的其他误差之和；为的其他误差之和；为的其他误差之和；为的其他误差之和；为的其他误差之和；所述其他误差包括潮汐、地球自转、相对论、相位缠绕、天线相位偏差和多路径误差；表示GPS的消电离层组合伪距观测噪声；表示BDS的消电离层组合伪距观测噪声；表示LEO的消电离层组合伪距观测噪声；表示GPS的消电离层组合相位观测噪声；表示BDS的消电离层组合相位观测噪声；表示LEO的消电离层组合相位观测噪声；A
G
为GPS卫星的系数矩阵；A
C
为BDS卫星的系数矩阵；A
L
为LEO卫星的系数矩阵；X＝[x,y,z]表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法，其特征在于，包括：获取观测数据和产品数据；所述观测数据包括LEO卫星伪距观测值、LEO卫星双频载波相位观测值、GNSS卫星伪距观测值和GNSS卫星双频载波相位观测值；所述产品数据包括精密星历、精密钟差、天线文件数据、地球自转参数和硬件延迟参数；基于所述观测数据进行伪距单点定位，得到初始定位数据；所述初始定位数据包括测站三维坐标初值、卫星高度角和卫星方位角；对所述产品数据进行误差修正，得到修正数据；基于所述观测数据、所述初始定位数据和所述修正数据进行精密单点定位，得到定位结果。2.根据权利要求1所述的一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法，其特征在于，所述基于所述观测数据进行伪距单点定位，得到初始定位数据，具体包括：基于所述观测数据建立低轨增强GNSS伪距单点定位函数模型；所述低轨增强GNSS伪距单点定位函数模型包括伪距单点定位观测方程和高度角定权模型；对所述低轨增强GNSS伪距单点定位函数模型求解，得到所述初始定位数据。3.根据权利要求1所述的一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法，其特征在于，所述基于所述观测数据、所述初始定位数据和所述修正数据进行精密单点定位，得到定位结果，具体包括：对所述观测数据进行无电离层组合，得到无电离层组合观测值；基于所述无电离层组合观测值、所述初始定位数据和所述修正数据建立低轨增强GNSS精密单点定位模型；所述低轨增强GNSS精密单点定位模型包括精密单点定位观测方程和高度角定权模型；采用递归最小二乘法对所述低轨增强GNSS精密单点定位模型求解，得到所述定位结果。4.根据权利要求2所述的一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法，其特征在于，所述伪距单点定位观测方程为所述伪距单点定位观测方程为所述伪距单点定位观测方程为其中，P
G
表示GPS卫星伪距观测值；P
C
表示BDS卫星伪距观测值；P
L
表示LEO卫星伪距观测值；表示GPS卫星的卫地距初值；表示BDS卫星的卫地距初值；表示LEO卫星的卫地距初值；c表示光速；dt
r
表示接收机钟差；表示GPS与BDS的接收机钟差之差；表示GPS与LEO的接收机钟差之差；dt
s
表示卫星钟差；T表示对流层误差；I
G
表示GPS卫星的电离层误差；I
C
表示BDS卫星的电离层误差；I
L
表示LEO卫星的电离层误差；E
G
为GPS卫星的其他误差之和；E
C
为BDS卫星的其他误差之和；E
L
为LEO卫星的其他误差之和；所述其他误差包括潮汐、地球自转、相对论、相位缠绕、天线相位偏差和多路径误差；ε
G
为GPS卫星的观测噪声；ε
C
为BDS卫星的观测噪声；ε
L
为LEO卫星的观测噪声；A
G
为GPS卫星的系数矩阵；A
C
为BDS卫星的
系数矩阵；A
L
为LEO卫星的系数矩阵；X0＝[x0,y0,z0]表示测站的初始化坐标的改正数。所述高度角定权模型为所述高度角定权模型为表示观测值方差，表示伪距和双频载波相位观测值先验方差，θ表卫星高度角，α表示高度角阈值。5.根据权利要求3所述的一种LEO与GNSS融合精密单点定位方法，其特征在于，所述精密单点定位观测方程为其中，其中，表示GPS卫星消电离层组合伪距观测值；表示BDS卫星消电离层组合伪距观测值；表示LEO卫星消电离层组合伪距观测值；表示GPS卫星消电离层组合双频载波相位观测值；表示BDS卫星消电离层组合双频载波相位观测值；表示LEO卫星消电离层组合伪双频载波相位观测值；表示GPS卫星的卫地距初值；表示BDS卫星的卫地距初值；表示LEO卫星的卫地距初值；c表示光速；为吸收了GPS卫星接收机端消电离层伪距硬件延迟的接收机钟差；为吸收了BDS卫星接收机端消电离层伪距硬件延迟...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂锐，侯福荣，张鹏飞，王思遥，卢晓春，张睿，韩军强，范丽红，洪菊，
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：