本发明专利技术公开了一种用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法，包括基于IGS提供的精密GNSS卫星轨道和钟差产品，对用户测站和至少3个IGS测站分别进行GNSS精密单点定位数据处理，获取各自的精密单点定位结果；根据所述IGS测站同一历元的精密单点定位结果与其对应的CGCS2000坐标，构建间接平差误差方程，进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解；基于所述转换参数，对用户测站的精密单点定位结果进行转换，得到用户测站的CGCS2000坐标。本发明专利技术为精密单点定位结果高精度测量工程坐标转换提供前提基础，以增强精密单点定位技术在实际工程项目中的可用性。单点定位技术在实际工程项目中的可用性。单点定位技术在实际工程项目中的可用性。
【技术实现步骤摘要】
一种用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法及装置
[0001]本专利技术涉及卫星导航定位、大地测量和工程测量的
，特别是一种用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法及装置。
技术介绍
[0002]GNSS精密单点定位指用户使用一台GNSS接收机的载波相位和测码伪观测值，利用高精度的卫星轨道和钟差产品，并通过参数估计、模型改正等方法消除天线位置偏差、对流层延迟、电离层延迟、相位缠绕等与卫星端、信号传播路径以及接收机端有关误差对定位的影响，实现高精度定位的一种方法。
[0003]精密单点定位可以达到厘米甚至毫米级精度，在大范围移动测量、精密授时、低轨卫星定轨、大气科学、地球动力学等诸多方面具有独特的应用价值，但其在实际土木工程中没有得到充分应用。主要原因之一是其结果由IGS提供的卫星轨道和钟差产品来确定，没有确切的参考坐标框架。而我国在工程测量的施工控制测量中采用2000国家大地坐标系(China Geodetic Coordinate System2000,CGCS2000)，该坐标系包含了我国各个时期的测量成果，是基于ITRF97在2000.0历元下的定义。精密单点定位结果需要转换到CGCS2000坐标系下才能与之前的测量成果统一并应用到工程中，存在以下问题：
[0004]1)IGS卫星轨道和钟差产品发布存在延迟且没有明确对应历元，难以确定历元转换参数；
[0005]2)多个IGS分析中心各自发布卫星轨道和钟差产品，其解算所用的时间基准和坐标基准存在差异，导致使用不同来源的卫星轨道和钟差产品解算结果所处的历元存在不一致性；
[0006]3)传统ITRF框架转换方法需要获取测站速度值，我国速度场组成较为复杂，点位速度随时间和地理位置发生变化，加之转换时间跨度长，使用速度进行历元转换需要额外的速度场数据支持，且速度场误差易累积放大。
技术实现思路
[0007]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0008]鉴于上述和/或现有的精密单点定位在实际工程应用中存在的问题，提出了本专利技术。
[0009]因此，本专利技术所要解决的问题在于如何将精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系下。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术实施例提供了一种用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标
的方法，其包括，
[0012]基于IGS提供的精密GNSS卫星轨道和钟差产品，对用户测站和至少3个IGS测站分别进行GNSS精密单点定位数据处理，获取各自的精密单点定位结果；
[0013]根据所述IGS测站同一历元的精密单点定位结果与其对应的CGCS2000坐标，构建间接平差误差方程，进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解；
[0014]基于所述转换参数，对用户测站的精密单点定位结果进行转换，得到用户测站的CGCS2000坐标。
[0015]作为本专利技术所述用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法的一种优选方案，其中：所述至少3个IGS测站观测日期、用户测站观测日期以及IGS卫星轨道、钟差产品日期需保持一致，且卫星轨道和钟差产品为同一IGS分析中心产品。
[0016]作为本专利技术所述用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法的一种优选方案，其中：所述根据所述IGS测站同一历元的精密单点定位结果与其对应的CGCS2000坐标，构建间接平差误差方程，进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解包括，
[0017]采用ITRF官方发布的速度和坐标参数，计算IGS测站ITRF97框架下2000历元的坐标，得到所述IGS测站的CGCS2000坐标；
[0018]根据所述IGS测站的精密单点定位结果与其CGCS2000坐标，将转换公式线性化，组成间接平差的误差方程组，进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解。
[0019]作为本专利技术所述用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法的一种优选方案，其中：所述进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解包括，
[0020]使用迭代方法计算坐标转换参数，将每个转换参数的近似值设为0，构建误差方程解算近似值的改正数，对改正后的近似值进行判断；
[0021]若改正数绝对值超过限值，则利用改正后的近似值重新构建误差方程，迭代计算至改正值小于限值后将此时的近似值作为参数的解算结果输出；
[0022]若改正值绝对值小于限值，则直接将此时的近似值作为参数的解算结果输出。
[0023]作为本专利技术所述用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法的一种优选方案，其中：所述根据解算的转换参数，对用户测站的精密单点定位结果进行转换，得到用户测站的CGCS2000坐标包括，
[0024]所述转换参数包括3个平移参数、1个尺度参数和3个旋转参数；
[0025]根据所述转换参数构建七参数转换模型，对精密单点定位结果进行转换，得到用户测站的CGCS2000坐标。
[0026]作为本专利技术所述用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法的一种优选方案，其中：所述将转换公式线性化，组成间接平差的误差方程组包括，
[0027]对第i个IGS测站列出的误差方程组为：
[0028][0029]其中，为观测值的改正值，(x
′
i
,y
′
i
,z
′
i
)为转换前的坐标，(x
i
,y
i
,z
i
)为转换后的坐标，(x0,y0,z0)为平移量，k为尺度，α,β,γ分别为绕x轴、y轴、z轴旋转的角度，R
α
,R
β
,R
γ
为α,β,γ所对应的旋转矩阵；
[0030]对七个转换参数取近似值k0、α0、β0、γ0，进行线性化得到：
[0031][0032]其中，分别为七个转换参数的改正数；
[0033]其中，常数项l
i
为：
[0034][0035]记
[0036][0037][0038]则可以得到：
[0039][0040]假如共有n个IGS测站，则其误差方程可联立为：
[0041][0042]其中，V为观测值的改正值，B为设计矩阵，L为常数项，该方程即间接平差误差方程的基本形式。
[0043]作为本专利技术所述用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法的一种优选方案，其中：所述使用迭代方法计算坐标转换参数包括，
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法，其特征在于：包括，基于IGS提供的精密GNSS卫星轨道和钟差产品，对用户测站和至少3个IGS测站分别进行GNSS精密单点定位数据处理，获取各自的精密单点定位结果；根据所述IGS测站同一历元的精密单点定位结果与其对应的CGCS2000坐标，构建间接平差误差方程，进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解；基于所述转换参数，对用户测站的精密单点定位结果进行转换，得到用户测站的CGCS2000坐标。2.如权利要求1所述的用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法，其特征在于：所述至少3个IGS测站观测日期、用户测站观测日期以及IGS卫星轨道、钟差产品日期需保持一致，且卫星轨道和钟差产品为同一IGS分析中心产品。3.如权利要求2所述的用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法，其特征在于：所述根据所述IGS测站同一历元的精密单点定位结果与其对应的CGCS2000坐标，构建间接平差误差方程，进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解包括，采用ITRF官方发布的速度和坐标参数，计算IGS测站ITRF97框架下2000历元的坐标，得到所述IGS测站的CGCS2000坐标；根据所述IGS测站的精密单点定位结果与其CGCS2000坐标，将转换公式线性化，组成间接平差的误差方程组，进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解。4.如权利要求3所述的用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法，其特征在于：所述进行精密单点定位结果转换到CGCS2000坐标系的转换参数求解包括，使用迭代方法计算坐标转换参数，将每个转换参数的近似值设为0，构建误差方程解算近似值的改正数，对改正后的近似值进行判断；若改正数绝对值超过限值，则利用改正后的近似值重新构建误差方程，迭代计算至改正值小于限值后将此时的近似值作为参数的解算结果输出；若改正值绝对值小于限值，则直接将此时的近似值作为参数的解算结果输出。5.如权利要求4所述的用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的方法，其特征在于：所述根据解算的转换参数，对用户测站的精密单点定位结果进行转换，得到用户测站的CGCS2000坐标包括，所述转换参数包括3个平移参数、1个尺度参数和3个旋转参数；根据得到的所述转换参数构建七参数转换模型，对精密单点定位结果进行转换，得到用户测站的CGCS2000坐标。6.如权利要求5所述的用户精密单点定位结果转换为CGCS2000坐标的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李浩军，李宇平，康琦，冯畅，旦增罗杰，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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