本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法。

背景技術(shù)：

1、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(global?navigation?satellite?system，gnss)具有全球、全天候、高精度等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于大地測量、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、大眾出行等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的動(dòng)態(tài)定位技術(shù)主要包括實(shí)時(shí)精密單點(diǎn)定位(precise?point?positioning，ppp)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(real-time?kinematic，rtk)。精密單點(diǎn)定位僅需單臺(tái)接收機(jī)和衛(wèi)星精密軌道和鐘差等精密產(chǎn)品，即可在全球范圍實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)高精度定位，具有操作方便、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為gnss研究熱點(diǎn)之一。但是實(shí)時(shí)ppp技術(shù)初始化時(shí)間較長，實(shí)時(shí)處理需要額外的北斗/gnssssr改正數(shù)，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)通訊要求較高，在定位時(shí)效性、準(zhǔn)確性以及可靠性方面無法滿足高精度定位用戶的需求。

2、為了滿足高精度動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位服務(wù)的需求，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)厘米級(jí)、分布均勻、可靠性高的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用，基于區(qū)域連續(xù)運(yùn)行g(shù)nss基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)的gnss區(qū)域增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。采用相位觀測值計(jì)算誤差改正信息并播發(fā)給用戶的gnss區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)，通常稱為網(wǎng)絡(luò)rtk系統(tǒng)，可為用戶提供實(shí)時(shí)厘米級(jí)的定位服務(wù)。然而rtk技術(shù)受制于基站流動(dòng)站距離限制，超過15km的站間距離，衛(wèi)星信號(hào)在傳播途徑上的大氣誤差的空間相關(guān)性會(huì)被削弱，從而難以固定載波相位模糊度而不能提供可靠的厘米級(jí)定位結(jié)果。于是，學(xué)者們提出了多基準(zhǔn)站的網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)。在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)建立多個(gè)(3個(gè)或3個(gè)以上)北斗/gnss基準(zhǔn)站，對(duì)整片區(qū)域構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并在此基礎(chǔ)上建立基準(zhǔn)，計(jì)算和播發(fā)北斗/gnss改正信息，從而對(duì)該區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)站用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)改正的定位方式，稱之為北斗/gnss網(wǎng)絡(luò)rtk，又稱為多基準(zhǔn)站rtk。網(wǎng)絡(luò)rtk通常采用delaunay三角網(wǎng)方法構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，解算網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)三角形邊的雙差模糊度，根據(jù)各種距離相關(guān)誤差源在流動(dòng)站位置與參考站間的系統(tǒng)性或隨機(jī)性關(guān)系，建立精密誤差估計(jì)模型，計(jì)算流動(dòng)站位置的誤差改正信息。

3、現(xiàn)有主要誤差改正數(shù)計(jì)算模型包括線性內(nèi)插模型、低階趨勢面模型、距離相關(guān)內(nèi)插模型、線性組合模型和最小二乘配置模型。然而上述誤差改正數(shù)計(jì)算方法得到的結(jié)果是基準(zhǔn)站網(wǎng)內(nèi)各條基線之間的誤差改正數(shù)。但是某些流動(dòng)站用戶需要的信息是相對(duì)于某一指定主基準(zhǔn)站的誤差改正數(shù)。而上面提到的這些方法無法滿足這個(gè)要求。因此，需要通過某種方法，計(jì)算得到指定的主基準(zhǔn)站相對(duì)于所有輔助基準(zhǔn)站的誤差改正數(shù)，作為最終產(chǎn)品播發(fā)給用戶。目前，常用的方法為最短路徑傳遞法，但是該方法在使用過程中存在唯一路徑無法檢核、容錯(cuò)能力差等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，以解決上述技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，包括如下步驟：

3、第一步：讀取數(shù)據(jù)并構(gòu)建三角網(wǎng)，計(jì)算三角網(wǎng)基線誤差改進(jìn)數(shù)的閉合差，判斷所述閉合差是否存在粗差，響應(yīng)于存在粗差，則進(jìn)入下一步；響應(yīng)于不存在粗差，則輸出平差結(jié)果；

4、第二步：根據(jù)間接平差原理，采用基線向量平差法求解關(guān)于某一指定主站的改正數(shù)；按照雙差及基線傳遞的關(guān)系，建立基線向量誤差方程；基于主站與輔站形成的三角形關(guān)系，得到約束條件，進(jìn)行相對(duì)誤差改正數(shù)的整體平差解算；

5、第三步：基于第二步獲得的整體平差解算結(jié)果對(duì)粗差進(jìn)行定位及修復(fù)，并輸出平差結(jié)果。

6、較佳地，所述基線向量誤差方程為：

7、

8、其中，l1為基準(zhǔn)站三角網(wǎng)中各基線的誤差改正數(shù)，為主站到其他各輔站雙差相對(duì)誤差改正數(shù)的平差估值，b1為描述三角網(wǎng)中各基線誤差改正數(shù)與主站相對(duì)誤差改正數(shù)之間線性關(guān)系的系數(shù)矩陣，v1為誤差改正數(shù)的殘差。

9、較佳地，觀測方程中誤差改正數(shù)的權(quán)陣p1設(shè)為對(duì)角矩陣，且各對(duì)角線元素基于第一步中的閉合差檢驗(yàn)結(jié)果而確定。

10、較佳地，所述約束條件包括：

11、若主站位于輔站構(gòu)成的三角形內(nèi)，則采用線性內(nèi)插方法求得對(duì)應(yīng)的內(nèi)插系數(shù)并組建誤差改正數(shù)內(nèi)插方程；

12、若主站不位于輔站構(gòu)成的三角形內(nèi)，則選取距離主站最近的三個(gè)輔站，利用線性內(nèi)插方法求得內(nèi)插系數(shù)并組建誤差改正數(shù)內(nèi)插方程。

13、較佳地，所述約束條件還包括：

14、依次判斷每個(gè)輔站是否位于主站和其余輔站構(gòu)成的三角形內(nèi)，

15、若成立，則采用主站和組成三角形的兩個(gè)輔站進(jìn)行內(nèi)插得到誤差改正數(shù)內(nèi)插方程；

16、否則，采用距離該輔站最近的兩或三個(gè)輔站，同主站一起進(jìn)行內(nèi)插得到誤差改正數(shù)內(nèi)插方程。

17、較佳地，第二步中，相對(duì)誤差改正數(shù)的整體平差解算方法為：采用最小二乘法計(jì)算平差后相對(duì)主站的相對(duì)誤差改正數(shù)的估值及其驗(yàn)后的單位權(quán)中誤差。

18、較佳地，所述單位權(quán)中誤差為：

19、

20、其中，v和p分別為基線向量誤差方程和權(quán)陣，n為觀測方程的個(gè)數(shù)，t為待求參數(shù)的個(gè)數(shù)。

21、較佳地，若n>t且大于第一閾值，則進(jìn)行第二次平差；否則，將當(dāng)前的平差結(jié)果作為未知基線改正數(shù)的最終估計(jì)值。

22、較佳地，所述第一閾值為2mm。

23、較佳地，在進(jìn)行相對(duì)誤差改正數(shù)的整體平差解算時(shí)，電離層改正數(shù)和幾何項(xiàng)改正數(shù)分開計(jì)算。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

25、1、本發(fā)明提出了一種以主站為中心的多基線相對(duì)誤差改正數(shù)整體平差法，不僅可以獲得高精度的關(guān)于主參考站的誤差改正數(shù)，還能通過閉合差檢驗(yàn)以及平差計(jì)算，保證全網(wǎng)誤差改正數(shù)的一致性與可靠性；

26、2、本發(fā)明綜合考慮了各基線誤差改正數(shù)的向量關(guān)系、delaunay三角網(wǎng)的基線閉合差及站與站之間的插值關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)rtk中主參考站相對(duì)改正數(shù)的一次性整體生成。

技術(shù)特征：

1.一種網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，所述基線向量誤差方程為：

3.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，觀測方程中誤差改正數(shù)的權(quán)陣p1設(shè)為對(duì)角矩陣，且各對(duì)角線元素基于第一步中的閉合差檢驗(yàn)結(jié)果而確定。

4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，所述約束條件包括：

5.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，所述約束條件還包括：

6.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，第二步中，相對(duì)誤差改正數(shù)的整體平差解算方法為：采用最小二乘法計(jì)算平差后相對(duì)主站的相對(duì)誤差改正數(shù)的估值及其驗(yàn)后的單位權(quán)中誤差。

7.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，所述單位權(quán)中誤差為：

8.如權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，若n>t且大于第一閾值，則進(jìn)行第二次平差；否則，將當(dāng)前的平差結(jié)果作為未知基線改正數(shù)的最終估計(jì)值。

9.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，所述第一閾值為2mm。

10.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)rtk主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，其特征在于，在進(jìn)行相對(duì)誤差改正數(shù)的整體平差解算時(shí)，電離層改正數(shù)和幾何項(xiàng)改正數(shù)分開計(jì)算。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)RTK主參考站相對(duì)改正數(shù)的整體平差方法，包括如下步驟：一、讀取數(shù)據(jù)并構(gòu)建三角網(wǎng)，計(jì)算三角網(wǎng)基線誤差改進(jìn)數(shù)的閉合差，判斷閉合差是否存在粗差，若存在，則進(jìn)入下一步；若不存在，則輸出平差結(jié)果；二、根據(jù)間接平差原理，采用基線向量平差法求解關(guān)于某一指定主站的改正數(shù)；按照雙差及基線傳遞的關(guān)系，建立基線向量誤差方程；基于主站與輔站形成的三角形關(guān)系，得到約束條件，進(jìn)行相對(duì)誤差改正數(shù)的整體平差解算；三、基于整體平差解算結(jié)果對(duì)粗差進(jìn)行定位及修復(fù)，并輸出平差結(jié)果。本發(fā)明綜合考慮了各基線誤差改正數(shù)的向量關(guān)系、三角網(wǎng)的閉合差及站與站之間的插值關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)RTK中主參考站相對(duì)改正數(shù)的一次性整體生成。

技術(shù)研發(fā)人員：王穎,唐衛(wèi)明,李洋洋,張永峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9