利用目标卫星进行双差定位的方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了利用目标卫星进行双差定位的方法、装置及存储介质，包括：确定地面站的位置坐标；根据与多个卫星对应的载波信号，确定与多个卫星对应的优先级参数，并将多个卫星中优先级最高的卫星确定为第一目标卫星和第二目标卫星；分别对第一目标卫星和所述第二目标卫星进行监测，并确定与不同时刻对应的多个第一载波信号和多个第二载波信号；根据多个第一载波信号和多个第二载波信号，分别确定与地面站对应的多个第一载波相位信息和多个第二载波相位信息，并且分别确定与用户站对应的多个第三载波相位信息和多个第四载波相位信息；以及根据多个载波相位信息和地面站的位置坐标，确定用户站的位置坐标。从而提高了用户站的定位精确度。位精确度。位精确度。

【技术实现步骤摘要】
利用目标卫星进行双差定位的方法、装置及存储介质


[0001]本申请涉及卫星定位
，特别是涉及一种利用目标卫星进行双差定位的方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]高精度GPS测量定位技术以其高精度、高效率、低成本、实时定位和操作简便等优点被广泛应用于土地规划和各项工程建设等众多领域。随着GPS测量定位技术的广泛应用，其定位方法和数据处理理论也在不断发展和完善。
[0003]GPS测量定位技术的原理：测量出已知位置的卫星与用户站之间的距离，然后用户站通过与至少4颗卫星通讯，并分别计算出与这4颗卫星之间的距离，就能够确定其在地球上的具体位置。但是利用这种方法定位用户站的具体位置的精确度不高，具体有以下几种原因：1.大气层影像；2.卫星星历误差；3.卫星时钟误差；4.多路径误差。GPS定位信号可能被不同的障碍物反射后才被接收到，因此用户站接收到的可能是多个定位信号（例如，包括主定位信号和主定位信号经过反射后生成的多个从定位信号）。
[0004]为了解决上述误差，提出了载波相位差分模型。载波相位差分模型是通过将用户站收到的载波相位与地面站收到的载波相位做差，并利用消除误差后的观测量最终完成用户站的定位解算。其中，根据用户站与地面站之间的观测量的差分次数可以将载波相位差分模型分为单差载波相位差分模型和双差载波相位差分模型。
[0005]双差载波相位差分模型是在单差载波相位差分模型的基础上，同时对4颗卫星进行检测，获取对应的卫星的载波相位信息及星历信息等。从而用户站根据从地面站接收到的地面站的载波相位信息对位置坐标进行解算。图1A示出了现有的双差载波相位差分模型的示意图。参考图1A所示，卫星1~4以相同频率和波长的载波信号向地面站r和用户站u发送定位信号。从而根据单差载波相位计算公式，可以针对卫星1~4分别计算出用户站u与地面站r之间的单差相位差。其中，用户站u与卫星i之间的载波相位和地面站r与卫星i之间的载波相位的差值的计算公式如下：
[0006][0007]其中，λ表示卫星i的载波信号的波长，r
ur(i)
表示用户站u与卫星i之间的几何距离和地面站r与卫星i之间的几何距离的差值，f表示卫星i的载波信号的频率，δt
ur
表示用户站u的时钟误差与地面站r的时钟误差之间的差值，N
ur(i)
表示用户站u与卫星i之间的整周模糊度和地面站r与卫星i之间的整周模糊度的差值，表示用户站u与卫星i之间的随机误差和地面站r与卫星i之间的随机误差的差值。
[0008]根据上述公式1，针对卫星1~4分别计算出的用户站u与地面站r之间的单差相位差的计算公式如下：
[0009][0010]然后，分别计算卫星2~4与卫星1的单差相位差之间的差值。图1B是现有的双差载波相位差分的原理图。参考图1B所示，设用户站u相对于地面站r的相对位置为相位位置向量b
ur
，地面站r所监测的卫星（例如，卫星1）的单位向量为E
r(1)
，用户站u在E
r(1)
方向上与地面站r的距离差即为单方向差值的几何距离r
ur(1)
。由于用户站u相对于地面站r之间的距离相比于地面站r（或用户站u）距离卫星1的几何距离可以忽略不计，因此可以认为用户站u到所监测的卫星1的单位向量E
r(1)
及用户站u相对于地面站r相位位置向量b
ur
之间存在如下计算公式：
[0011][0012]其中，公式6中点乘的意义为求出相位位置向量b
ur
在单位向量E
r(1)
上的投影值。
[0013]从而得到双差载波相位差分的计算公式：
[0014][0015]进一步地，根据该公式计算用户站u相对于地面站r的相位位置向量b
ur
。
[0016]由上述可知，虽然双差载波相位差分模型相对于单差载波相位差分模型来说能够直接消除用户站u和地面站r之间的时钟误差，但是双差载波相位差分模型所使用的卫星数量至少为4个，因此使用双差载波相位差分模型求得用户站的位置坐标存在资源耗费较大的问题。
[0017]针对于上述存在的问题，提出了使用两颗卫星实现双差载波相位差分定位的方法。但是由于所使用的两颗卫星是随机指定的卫星，因此可能存在载波信号的稳定性差的问题。进一步地，若载波信号的稳定性差，则最终确定的用户站的位置坐标的精确度较差。
[0018]公开号为CN115657095A，名称为一种自适应权重矩阵的北斗高精度定位方法。包括：考虑传统定位解算方法对所有可视卫星观测量等量处理引发的定位精度低的问题，结合伪距差分定位技术确定基站与观测站之间的空间相关性，进而在引入加权最小二乘算法的基础上，建立自适应权重矩阵，从而构建自适应权重矩阵的北斗高精度定位方法。
[0019]公开号为CN108363079A，名称为一种面向便携式智能设备的GNSS伪距双差定位方法及系统。包括：获取智能设备的原始GNSS观测值，利用连续失周的载波相位观测值对伪距观测值进行平滑处理，获得可见卫星的伪距平滑值；获取并解析基准站的RTCM数据，且对RTCM数据解析后获取基准站位置、基准站伪距观测值和星历；根据伪距平滑值和基准站伪距观测值生成可见卫星的伪距双差观测值；根据星历计算可见卫星的位置；根据伪距双差
观测值和可见卫星的位置通过基线矢量解算算法获得智能设备相对于基准站的相对位置；将相对位置转换成本地坐标。
[0020]针对上述的现有技术中存在的使用随机指定的两颗卫星发射不同波长的载波信号，从而对用户站进行双差定位，可能存在载波信号的稳定性差，从而影响所定位的用户站的位置坐标的精确度的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0021]本公开的实施例提供了一种确定用于双差定位的卫星的方法、装置及存储介质，以至少解决现有技术中存在的使用随机指定的两颗卫星发射不同波长的载波信号，从而对用户站进行双差定位，可能存在载波信号的稳定性差，从而影响所定位的用户站的位置坐标的精确度的技术问题。
[0022]根据本公开实施例的一个方面，提供了一种确定用于双差定位的卫星的方法，包括：确定地面站的位置坐标；根据与多个卫星对应的载波信号，确定与多个卫星对应的优先级参数，并根据优先级参数，将多个卫星中优先级最高的卫星确定为第一目标卫星和第二目标卫星；分别对第一目标卫星和第二目标卫星进行监测，并确定与不同时刻对应的多个第一载波信号和多个第二载波信号，其中多个第一载波信号和多个第二载波信号的载波波长相同；根据多个第一载波信号和多个第二载波信号，分别确定与地面站对应的多个第一载波相位信息和多个第二载波相位信息；根据多个第一载波信号和多个第二载波信号，分别确定与用户站对应的多个第三载波相位信息和多个第四载波相位信息；以及根据多个第一载波相位信息、多个第二载波相位信息、多个第三载波相位信息、多个第四载波相位信息和地面站的位置坐标，确定用户站的位置坐标。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用目标卫星进行双差定位的方法，其特征在于，包括：确定地面站的位置坐标；根据与多个卫星对应的载波信号，确定与所述多个卫星对应的优先级参数，并根据所述优先级参数，将所述多个卫星中优先级最高的卫星确定为第一目标卫星和第二目标卫星；分别对所述第一目标卫星和所述第二目标卫星进行监测，并确定与不同时刻对应的多个第一载波信号和多个第二载波信号，其中所述多个第一载波信号和所述多个第二载波信号的载波波长相同；根据所述多个第一载波信号和所述多个第二载波信号，分别确定与所述地面站对应的多个第一载波相位信息和多个第二载波相位信息；根据所述多个第一载波信号和所述多个第二载波信号，分别确定与用户站对应的多个第三载波相位信息和多个第四载波相位信息；以及根据所述多个第一载波相位信息、所述多个第二载波相位信息、所述多个第三载波相位信息、所述多个第四载波相位信息和所述地面站的位置坐标，确定所述用户站的位置坐标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述优先级参数，将所述多个卫星中优先级最高的卫星确定为第一目标卫星和第二目标卫星的操作，包括：根据与所述多个卫星对应的载波信号，确定与各个卫星对应的优先级参数；将与所述各个卫星对应的优先级参数输入至预先设置的神经网络模型；以及根据输出结果，确定所述多个卫星中的优先级最高的第一目标卫星和第二目标卫星。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多个第一载波相位信息、所述多个第二载波相位信息、所述多个第三载波相位信息、所述多个第四载波相位信息和所述地面站的位置坐标，确定所述用户站的位置坐标的操作，包括：将所述多个第三载波相位信息和所述多个第一载波相位信息做差，确定多个第一载波相位差值；将所述多个第四载波相位信息和所述多个第二载波相位信息做差，确定多个第二载波相位差值；以及将所述多个第二载波相位差值和所述多个第一载波相位差值做差，确定多个第三载波相位差值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述多个第一载波相位信息、所述多个第二载波相位信息、所述多个第三载波相位信息、所述多个第四载波相位信息和所述地面站的位置坐标，确定所述用户站的位置坐标的操作，包括：根据所述多个第一载波信号，分别确定与所述地面站对应的多个第一整周模糊度和与所述用户站对应的多个第二整周模糊度；根据所述多个第二载波信号，分别确定与所述地面站对应的多个第三整周模糊度和与所述用户站对应的多个第四整周模糊度；将所述多个第二整周模糊度与所述多个第一整周模糊度做差，确定多个第一整周模糊度差值；将所述多个第四整周模糊度与所述多个第三整周模糊度做差，确定多个第二整周模糊
度差值；以及将所述多个第二整周模糊度差值与所述多个第一整周模糊度差值做差，确定多个第三整周模糊度差值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述多个第一载波相位信息、所述多个第二载波相位信息、所述多个第三载波相位信息、所述多个第四载波相位信息和所述地面站的位置坐标，确定所述用户站的位置坐标的操作，包括：确定所述用户站相对于所述地面站的第一相位位置向量，其中所述第一相位位置向量与所述第一目标卫星对应；确定所述地面站相对于所述第一目标卫星的第一单位向量；根据所述第一相位位置向量和所述第一单位向量，确定所述用户站在所述第一单位向量方向上与所述地面站的第一距离差；确定所述用户站相对于所述地面站的第二相位位置向量，其中所述第二相位位置向量与所述第二目标卫星对应；确定所述地面站相对于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈朝阳，侯海洋，王伟，张世杰，
申请(专利权)人：银河航天北京网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：