一種基于cors已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn)證方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn)證方法，通過網(wǎng)絡(luò)RTK參考站坐標(biāo)精確已知這一特點(diǎn)，在使用MW組合觀測(cè)值單歷元求解寬巷模糊度時(shí)，將MW組合觀測(cè)值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度進(jìn)行驗(yàn)證；在進(jìn)行衛(wèi)星L1模糊度求解過程中，將已確定L1模糊度的衛(wèi)星帶入無電離層組合模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量進(jìn)行對(duì)比，以對(duì)已確定衛(wèi)星的L1模糊度進(jìn)行驗(yàn)證。本發(fā)明具有很高的精度，可以對(duì)確定出的整周模糊度進(jìn)行精確驗(yàn)證。
【專利說明】
一種基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn)證方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及GNSS整周模糊度解算領(lǐng)域，具體是一種基于C0RS已知基線分量的參考 站模糊度驗(yàn)證方法。
【背景技術(shù)】
[0002] C0RS系統(tǒng)是通過地面通信系統(tǒng)播發(fā)導(dǎo)航信號(hào)修正量和輔助定位信號(hào)，向用戶提供 厘米級(jí)至亞米級(jí)精密定位和大眾終端輔助增強(qiáng)服務(wù)。但由于網(wǎng)絡(luò)RTK基準(zhǔn)站的間距一般都 在幾十公里或上百公里，所以采用簡(jiǎn)單的雙差組合方法確定整周模糊度非常困難，主要是 由于電離層延遲和對(duì)流層延遲等誤差對(duì)雙差觀測(cè)值的影響遠(yuǎn)大于〇. 5周，即使在使用雙頻 觀測(cè)數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)站坐標(biāo)已知的情況下，整周模糊度也難以與誤差分離，可能導(dǎo)致求解出的 整周模糊度錯(cuò)誤。然而C0RS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度動(dòng)態(tài)定位的首要條件是基準(zhǔn)站間整周模糊度的 準(zhǔn)確確定，只有正確固定了基準(zhǔn)站模糊度才能得到高精度的綜合誤差或是建立高精度的誤 差模型，因此對(duì)確定出的整周模糊度進(jìn)行驗(yàn)證是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種高精度的基于C0RS已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn) 證方法。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種基于C0RS已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn)證方法，包括以下步驟： 步驟1，在寬巷模糊度求解過程中，對(duì)每顆衛(wèi)星，使用MW組合觀測(cè)值求解單歷元的寬巷 模糊度，將MW組合觀測(cè)值求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度進(jìn)行比較，以 對(duì)MW組合觀測(cè)值求解出的寬巷模糊度值進(jìn)行驗(yàn)證； 步驟2,對(duì)于經(jīng)過模糊度解算已經(jīng)固定了 L1模糊度的衛(wèi)星，將該衛(wèi)星已經(jīng)確定的L1整周 模糊度帶入到無電離層組合模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量進(jìn) 行對(duì)比，對(duì)已經(jīng)確定的L1模糊度進(jìn)行驗(yàn)證。
[0005] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟1中，對(duì)MW組合觀測(cè)值求解出的寬巷模糊度值 進(jìn)行驗(yàn)證，其具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： 步驟1.1，使用MW組合觀測(cè)值在單歷元間求解寬巷模糊度，MW組合觀測(cè)值求解寬巷模糊 度可以寫成如下形式：
其中：為雙差寬巷模糊度;為波長(zhǎng);LW二Li - L2為雙差寬巷觀測(cè)量;朽，g 分別為L(zhǎng)1和L2的雙差偽距觀測(cè)值；Ap 分別為L(zhǎng)1和L2載波對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)； 在使用MW組合觀測(cè)值求解單歷元寬巷模糊度中，電離層延遲、衛(wèi)星軌道誤差、對(duì)流層延 遲被完全消除，Nw僅僅受到巧，噪音的影響。由誤差分析可知，Nw的噪音主要 由P碼的噪音決定； 步驟1.2,使用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度，可以寫成如下形式：
其中：Nw為雙差寬巷模糊度;為波長(zhǎng)；Lw = Li ~ 為雙差寬巷觀測(cè)量;r為衛(wèi) 星到基準(zhǔn)站的雙差真實(shí)距離； 對(duì)用mw組合單歷元值求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度進(jìn)行比較，結(jié) 合對(duì)上述兩種寬巷模糊度的解算數(shù)值分析，設(shè)定兩個(gè)模糊度差值閾值。如果兩個(gè)模糊度值 相差超過〇. 25周時(shí)，則認(rèn)為MW組合中含有粗差，將該組MW組合觀測(cè)值剔除。
[0006] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟2中，對(duì)于經(jīng)過模糊度解算已經(jīng)固定L1模糊度 的衛(wèi)星，將其帶入無電離層組合模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量 進(jìn)行對(duì)比，以對(duì)已經(jīng)確定的L1整周模糊度進(jìn)行驗(yàn)證，其具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： 對(duì)于每一顆衛(wèi)星，其無電離層組合觀測(cè)方程： (￡s 4 f FdX 4 Trop 4 ￡ 其中：k ，為無電離層組合觀測(cè)值= tMi - :gN2.，為無電離層 組合雙差模糊度；&為無電離層組合波長(zhǎng)；是衛(wèi)星到基準(zhǔn)站真實(shí)距離雙差值；
是衛(wèi)星到基準(zhǔn)站余弦值， X0 , 是基準(zhǔn)站準(zhǔn)確坐標(biāo)，X，Y，Z是衛(wèi)星坐標(biāo)；dX = [dX f f dZ]T為基線 在x，Y，z三個(gè)方向的分量;Trop為對(duì)流層延遲改正；￡:為多路徑效應(yīng)、觀測(cè)值噪聲等其他誤 差； 理論上，各個(gè)分量的值應(yīng)該在0附近，結(jié)合對(duì)各個(gè)分量值的數(shù)值分析，設(shè)定各個(gè)分量閾 值。如果超出給定閾值o.lm，則說明有一組或者數(shù)組衛(wèi)星確定的L1雙差模糊度求解錯(cuò)誤，將 其重新求解。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明充分利用了網(wǎng)絡(luò)RTK參考站坐標(biāo)精確已知的特性，在使用MW組合觀測(cè)值單歷元 求解寬巷模糊度時(shí)，將MW組合觀測(cè)值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模 糊度進(jìn)行驗(yàn)證;在進(jìn)行衛(wèi)星L1模糊度求解過程中，將已確定L1模糊度的衛(wèi)星帶入無電離層 組合模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量對(duì)比，對(duì)已確定衛(wèi)星的L1模 糊度進(jìn)行驗(yàn)證。本發(fā)明具有很高的精度，可以對(duì)確定出的整周模糊度進(jìn)行精確驗(yàn)證。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0009] 實(shí)施例1 本發(fā)明實(shí)施例中，一種基于C0RS已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn)證方法，涉及的GNSS 數(shù)據(jù)包含美國(guó)的GPS，俄羅斯的GLONASS，中國(guó)的BDS等衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的GNSS數(shù)據(jù)， 可采用硬盤做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)可采用電腦進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn)，具體各個(gè)主要部 分的算法包括:通過網(wǎng)絡(luò)RTK基站坐標(biāo)精確已知這一特點(diǎn)，在使用MW組合觀測(cè)值單歷元求解 寬巷模糊度時(shí)，將MW組合觀測(cè)值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度 進(jìn)行驗(yàn)證;在進(jìn)行衛(wèi)星L1模糊度求解過程中，將已確定L1模糊度的衛(wèi)星帶入無電離層組合 模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，對(duì)已確定衛(wèi)星的L1模糊度進(jìn)行驗(yàn)證。
[0010] 現(xiàn)對(duì)上述各步驟進(jìn)行詳細(xì)說明： 步驟1，將MW組合觀測(cè)值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度進(jìn) 行驗(yàn)證，其具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： 步驟1.1，使用MW組合觀測(cè)值在單歷元間求解寬巷模糊度，MW組合觀測(cè)值求解寬巷模糊 度可以寫成如下形式：
其中：Nw為雙差寬巷模糊度;灸#為波長(zhǎng)；= Li - L2為雙差寬巷觀測(cè)量；Pi，P2 分別為L(zhǎng)1和L2的雙差偽距觀測(cè)值；A.p 分別為L(zhǎng)1和L2載波對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)； 在使用MW組合觀測(cè)值求解單歷元寬巷模糊度中，電離層延遲、衛(wèi)星軌道誤差、對(duì)流層延 遲被完全消除，Nw僅僅受到Pp P2，4和\噪音的影響；由誤差分析可知，Nw的噪音主要 由P碼的噪音決定； 步驟1.2,使用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度，可以寫成如下形式：
其中：Nw為雙差寬巷模糊度;.^為波長(zhǎng);' =? L2為雙差寬巷觀測(cè)量;R為衛(wèi)星 到基準(zhǔn)站的雙差真實(shí)距離； 對(duì)用MW組合單歷元值求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度進(jìn)行比較，結(jié) 合對(duì)上述兩種寬巷模糊度的解算數(shù)值分析，設(shè)定兩個(gè)模糊度差值閾值。如果兩個(gè)模糊度值 相差超過0.25周時(shí)，則認(rèn)為MW組合中含有粗差，將該組MW組合觀測(cè)值剔除。
[0011] 步驟2，對(duì)已經(jīng)確定的L1整周模糊度進(jìn)行驗(yàn)證，其具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： 對(duì)于每一顆衛(wèi)星，其無電離層組合觀測(cè)方程： (Lc 1- Mc)ac - -I BdX Trap f ^ ； 其中：Le = - f2.L2，為無電離層組合觀測(cè)值；?_f2N2，為無電離層 組合雙差模糊度；&為無電離層組合波長(zhǎng)；：RS是衛(wèi)星到基準(zhǔn)站真實(shí)距離雙差值；
是衛(wèi)星到基準(zhǔn)站余弦 值，，Y8，知是基準(zhǔn)站準(zhǔn)確坐標(biāo)，X，Y，Z是衛(wèi)星坐標(biāo)；dX = [dX f dY f dZ]T為基 線在x，y，z三個(gè)方向的分量；Tmp為對(duì)流層延遲改正；g.為多路徑效應(yīng)、觀測(cè)值噪聲等其他 誤差； 理論上，各個(gè)分量的值應(yīng)該在0附近，結(jié)合對(duì)各個(gè)分量值的數(shù)值分析，設(shè)定各個(gè)分量閾 值。如果超出給定閾值o.lm，則說明有一組或者數(shù)組衛(wèi)星確定的L1雙差模糊度求解錯(cuò)誤，將 其重新求解。
[0012 ]本發(fā)明具有很高的精度，可以對(duì)確定出的整周模糊度進(jìn)行精確驗(yàn)證。
[0013] 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在 不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論 從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán) 利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有 變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0014] 此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包 含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn)證方法，其特征在于，包括W下步驟： 步驟1，在寬巷模糊度求解過程中，對(duì)每顆衛(wèi)星，使用MW組合觀測(cè)值求解單歷元的寬巷 模糊度，將MW組合觀測(cè)值求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度進(jìn)行比較，W 對(duì)MW組合觀測(cè)值求解出的寬巷模糊度值進(jìn)行驗(yàn)證； 步驟2,對(duì)于經(jīng)過模糊度解算已經(jīng)固定了 Ll模糊度的衛(wèi)星，將該衛(wèi)星已經(jīng)確定的Ll整周 模糊度帶入到無電離層組合模型中，使用最小二乘方法，反算基線距離，與已知基線分量進(jìn) 行對(duì)比，W對(duì)已經(jīng)確定的Ll模糊度進(jìn)行驗(yàn)證。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn)證方法，其特征在 于，所述步驟1中，對(duì)每顆衛(wèi)星，利用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度對(duì)MW組合觀測(cè)值求解的單 歷元寬巷模糊度驗(yàn)證，步驟如下：步驟1.1，使用MW組合觀測(cè)值在單歷元間求解寬巷模糊度，MW組合觀測(cè)值求解寬巷模糊 度表示為： 其中：Nw為雙差寬巷模賴 封見測(cè)量;Pi, P2分別為L(zhǎng)l和L2 的雙差偽距觀測(cè)值;、，人2分： 步驟1.2,使用真實(shí)距離， 其中：Nw為雙差寬巷模糊度;Aw為波長(zhǎng);U = ^-Ls為雙差寬巷觀測(cè)量;R為衛(wèi)星到基準(zhǔn)站 的雙差真實(shí)距離； 對(duì)用MV組合觀測(cè)值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實(shí)距離求解的寬巷模糊度進(jìn)行比 較，結(jié)合對(duì)上述兩種寬巷模糊度的解算數(shù)值分析，設(shè)定兩個(gè)模糊度差值闊值;如果兩個(gè)模糊 度值相差超過0.25周時(shí)，則認(rèn)為MW組合中含有粗差，將該組MW組合觀測(cè)值剔除。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗(yàn)證方法，其特征在 于，所述步驟2中，對(duì)于經(jīng)過模糊度解算已經(jīng)固定Ll模糊度的衛(wèi)星，將其帶入無電離層組合 模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量進(jìn)行比較，對(duì)已經(jīng)確定的Ll整周 模糊度進(jìn)行驗(yàn)證，組成無電離層組合觀測(cè)方程： (Lc+Nc)、= R日+BdX巧rop+e ;其中：Lc = f止廣趾2，為無電離層組合觀測(cè)值;Nc = fi化寸2化，為無電離層組合雙差模糊 麼.\"責(zé)乎由唐居姐會(huì)淋4^.9〇甚節(jié)居副葛準(zhǔn)站真實(shí)距離雙差值；8=[11，1111，111]， 是衛(wèi)星到基準(zhǔn)站余弦值，Xo，Yo，Zo是基準(zhǔn)站準(zhǔn) 確坐標(biāo)，X，Y，Z是衛(wèi)星坐標(biāo);dX= [ dX，dY，dZ ]T為基線在X，Y，ZS個(gè)方向的分量;Trop為對(duì)流 層延遲改正；e為包括多路徑效應(yīng)、觀測(cè)值噪聲在內(nèi)的誤差； 如果上述各個(gè)分量的值超出給定的闊值0.1m，則說明有一組或者數(shù)組衛(wèi)星確定的Ll雙 差模糊度求解錯(cuò)誤，將其重新求解。
【文檔編號(hào)】G01S19/44GK105911574SQ201610152761
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】孫紅星, 王暉, 趙存潔
【申請(qǐng)人】孫紅星