CN105068096B - 基于参考站接收机的非差改正数分布式处理系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理系统与方法，该系统和方法将常规的集中式数据处理中的主要计算任务转移至参考站接收机完成；参考站接收机通过与服务器的数据交互实现常规PPP解算、PPP非差模糊度固定、非差改正数产品生成等任务；用户端通过访问参考站区域代码地址服务器以生成有关虚拟非差改正数，实现区域增强下的PPP‑RTK解算。本发明的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理系统与方法，极大地减轻了服务器的载荷，解决了相关服务器载荷过大的问题，客户无需再布设专人值守的服务器机房，减少了用户对服务器的维护工作，节约了成本；参考站和用户无需上传精确地理坐标，保密性更好。

Description

基于参考站接收机的非差改正数分布式处理系统与方法
技术领域
本发明涉及全球卫星导航定位技术领域，具体是指一种基于参考站接收机的非差改正数分布式处理系统与方法。
背景技术
随着全球卫星导航的迅猛发展，快速实时精密定位技术目前在滑坡监测、地震监测、精细农业、车辆、船舶、飞机等精密导航定位领域已经得到了越来越广泛的应用，其用户数量正在呈几何级数增长，随之也出现了由于数据通讯能力受限而无法满足用户数量增长需求的问题。如何减轻服务器的通讯负担，如何在现有实时数据通讯服务能力的基础上，同时为更多的不同类型用户提供快速实时精密定位服务是需要解决的一个问题。
在基于连续运行基准站系统的GNSS(Global Navigation Satellite System)精密定位应用中，实时精密单点定位RTPPP(RealTime Precise Point Positioning)是目前发展最为迅速的技术之一。RTPPP方法基于单台GNSS接收机的非差观测值，无需高密度的基准网支持即可实现广域甚至全球范围内的高精度定位。然而，基于实数解的RTPPP要达到mm～cm级的定位精度通常需要数小时以上观测时间，其定位精度与可靠性也比双差模糊度固定解低，这一定程度限制了RTPPP方法在工程领域更广泛的应用。因此，国际上对RTPPP的研究重点也已从非差模糊度实数解转向整数固定解，即PPP-RTK(精密单点定位模糊度固定,Precise Point Positioning-Real Time Kinematic)技术。精密单点定位(PPP，precisePoint Positioning)和网络实时动态定位(NRTK)是目前全球导航卫星系统定位的两项代表性技术。
按照现有PPP-RTK方法，用户至少需要10分钟进行初始化才能固定大约90％的模糊度。为了在非差数据处理模式下实现广域与区域相统一的RTPPP服务，并充分借鉴现有双差模式网络RTK方法可快速固定载波相位模糊度的特性，非差网络RTK方法应运而生。非差网络RTK方法可以显著加快RTPPP收敛速度，但目前常用的方法是用户需要和计算负载服务器之间进行数据获取交互以完成PPP-RTK解算，这种情况下，计算负载服务器需要实时获取周边基准站的区域增强信息，并且该信息的有效期一般少于6秒，这无疑使计算负载服务器与基准站间存在较大的实时数据通讯负担，限制了整个区域增强系统可同时服务的用户数量。另外，参考站接入计算负载服务器采用多对一的连接方式，使得参考站数据的获取受到很大程度的制约，只能根据计算负载服务器并发数量提供给有限的用户。
另外，对于用户而言，由于传统的服务器需要参考站和用户端上传精确地理坐标，这无疑增加了用户关键信息泄露的风险。因此，如何能同时为大规模用户提供快速实时精密定位服务，为计算负载服务器分压，实现载荷均衡，如何为用户提供一种安全、可靠的处理系统和方法是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种基于参考站接收机的非差改正数分布式处理系统和方法。该系统设置了精密轨道钟差服务器、参考站区域代码地址服务器和相位小数估计服务器，可以分别与区域参考站及用户端进行数据获取交互。将过去在常规数据处理服务器中进行的主要计算任务转移至参考站接收机完成，包括实现常规PPP解算、PPP非差模糊度固定、非差改正数产品生成等一系列计算处理任务。该分布式处理系统和分布式计算方法一方面极大地减轻了服务器的载荷，解决了现有的计算负载服务器载荷过大的问题，同时用户无需再布设有专人值守的数据处理服务器机房，节约了成本，减少了用户对数据处理服务器的维护工作；另一方面，服务器不再需要获取参考站和用户端的精确地理坐标，这一优点可使不同机构之间的参考站和用户端在共享服务器的同时，避免了关键信息的泄露，安全性更好。
为了实现上述目的，本发明的基于参考站接收机的非差改正数分布式处理系统和方法具有如下构成：述系统包括精密轨道钟差服务器、参考站区域代码地址服务器、相位小数估计服务器、区域参考站和用户端；
精密轨道钟差服务器，用于为区域参考站提供精密星历；
参考站区域代码地址服务器，用于为用户端匹配最邻近的三角形参考站；
相位小数估计服务器，用于计算相位小数部分，并将相位小数部分下发给区域参考站。
进一步地，所述精密轨道钟差服务器为精密轨道钟差分发服务器，用户自行部署的估计精密轨道、钟差数据的服务器或用以提供精密轨道、钟差数据的服务器。
更进一步地，所述精密轨道钟差分发服务器的数据来源于用户自行部署的估计精密轨道、钟差数据的服务器或用以提供精密轨道、钟差数据的服务器。
本发明还涉及一种基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理方法，其主要特点是，在参考站接收机中完成非差实数模糊度计算、非差模糊度固定、与用户端进行数据获取交互的任务，实现对服务器的分压，具体包括以下步骤：
(41)精密轨道钟差服务器与区域参考站之间进行信息交互，精密轨道钟差服务器下发实时精密星历至区域参考站；
(42)相位小数估计服务器与区域参考站之间进行信息交互，区域参考站将计算的非差实数模糊度返回至相位小数估计服务器，以及相位小数估计服务器计算相位小数部分，并将该相位小数部分下发至区域参考站；
(43)参考站区域代码地址服务器与用户端之间进行信息交互，用户访问参考站区域代码地址服务器获取参考站区域代码地址列表以匹配出最邻近的三角形参考站；
(44)区域参考站与用户端之间进行信息交互，用户端连接最邻近的三角形参考站获取实时精密轨道、钟差与非差改正数并进行PPP-RTK解算。
进一步地，所述相位小数估计服务器与区域参考站之间进行信息交互，具体包括以下步骤：
(42.1)所述区域参考站中的部分区域参考站或者全部区域参考站根据区域参考站自身观测数据计算非差实数模糊度并将该非差实数模糊度发送至相位小数估计服务器；
(42.2)所述相位小数估计服务器根据所述非差实数模糊度以获取各卫星的相位小数部分，并将该相位小数部分下发至全部区域参考站的区域参考站接收机；
(42.3)所述区域参考站接收机根据所述相位小数部分，独立地在区域参考站接收机上进行PPP非差模糊度固定计算；
(42.4)所述区域参考站的PPP非差模糊度固定后，在区域参考站接收机端计算各卫星的实时非差改正数；
(42.5)所述区域参考站将各卫星的实时非差改正数存储于区域参考站接收机缓存中。
更进一步地，所述步骤(42.2)具体包括以下步骤：
(42.2.1)所述相位小数估计服务器消除所述非差实数模糊度的测量噪声和多路径的影响以判断所述非差实数模糊度是否可用；
(42.2.2)如果所述非差实数模糊度不可用，则剔除该非差实数模糊度；
(42.2.3)如果所述非差实数模糊度可用，则通过星间单差法获取与该非差实数模糊度相对应的卫星的相位小数部分。
再进一步地，所述步骤(42.3)具体包括以下步骤：
(42.3.1)所述区域参考站获取并根据所述相位小数部分以及实时精密星历在区域参考站接收机端独立进行非差实数模糊度的固定；
(42.3.2)所述区域参考站判断卫星是否满足有效性的条件；
(42.3.3)如果所述区域卫星满足有效性的条件，则计算并将各卫星的实时非差改正数存储于区域参考站接收机上；
(42.3.4)如果所述卫星不满足有效性的条件，则忽略该卫星。
进一步地，所述区域参考站和用户端之间进行信息交互，具体包括以下步骤：
(44.1)所述用户端访问参考站区域代码地址服务器获取参考站区域代码地址列表以匹配出最邻近三角形参考站；
(44.2)所述用户端连接所述最邻近三角形参考站并获取储存于所述最邻近三角形参考站接收机缓存内的实时非差改正数；
(44.3)所述用户端根据获取的所述最邻近三角形参考站的实时精密轨道、钟差与非差改正数生成虚拟非差改正数；
(44.4)所述用户端根据所述虚拟非差改正数以及精密轨道钟差服务器发送的实时精密星历进行PPP-RTK定位计算，以实现实时厘米级精密定位。
更进一步地，所述步骤(44.1)具体包括以下步骤：
(44.1.1)所述用户端获取用户的大致位置信息；
(44.1.2)所述用户端根据三角剖分算法判断所述用户端是否在任意三个区域参考站所形成的三角形内；
(44.1.3)如果所述用户端在任意三个区域参考站所形成的三角形内，则所述用户端获取分散式存储于所述三个区域参考站接收机上的增强信息服务参数；
(44.1.4)如果所述用户端不在任意三个区域参考站所形成的三角形内，则搜索距离所述用户端的重心距离最短的三角形，然后继续步骤(41.1.3)。
更进一步地，所述步骤(44.3)具体为：
所述用户端对所述实时非差改正数进行线性内插生成虚拟非差改正数。
采用了本发明中的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理系统与方法，计算任务的分压处理以及积极响应、实现了常规模式下数据处理服务器的载荷均衡及转移，使得计算负载服务器性能要求大大降低。该系统设置了参考站区域代码地址服务器和相位小数估计服务器，可以分别和参考站及用户端进行数据获取交互、通过将过去在常规数据处理服务器中进行的主要计算任务转移至参考站接收机完成，包括实现常规PPP解算、PPP非差模糊度固定、非差改正数产品生成等一系列计算处理任务。该系统和分布式计算方法一方面极大地减轻了服务器的载荷，解决了现有的计算负载服务器载荷过大的问题，同时用户无需再布设有专人值守的数据处理服务器机房，节约了成本，减少了用户对数据处理服务器的维护工作；另一方面，服务器不再需要获取参考站和用户端的精确地理坐标，这一优点可使不同机构之间的参考站和用户端在共享服务器的同时，避免关键信息的泄露，安全性更好。
同时对参考站接收机而言，实现非差PPP模糊度固定计算与非差改正数生成的一系列计算任务，基于目前嵌入式操作系统架构，能大大满足有关任务要求；就用户而言，对服务列表的使用及区域定位匹配算法，其计算量不高，一般用户接收机通过手簿或固件的更改开发，亦能满足有关使用需求。
附图说明
图1为本发明的基于参考站接收机的非差改正数分布式处理的系统结构图。
图2为本发明的基于参考站接收机的非差改正数分布式处理的数据获取交互图。
图3为本发明的参考站获取各卫星的实时非差改正数的步骤流程图。
图4为本发明的用户端匹配最邻近三角形的各参考站的步骤流程图。
图5为本发明的用户端匹配最邻近三角形的各参考站的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
如附图1所示，本发明的一种基于参考站接收机的非差改正数分布式处理系统包括：
精密轨道钟差服务器、参考站区域代码地址服务器、相位小数估计服务器、区域参考站和用户端；
精密轨道钟差服务器用于为区域参考站提供精密星历；
精密轨道钟差服务器为精密轨道钟差分发服务器、用户自行部署的估计精密轨道、钟差数据的服务器或国内外现有的可以提供精密轨道、钟差数据的服务器三者之一。
其中，精密轨道钟差分发服务器的数据来源于用户自行部署的估计精密轨道、钟差数据的服务器或国内外现有的可以提供精密轨道、钟差数据的服务器。
参考站区域代码地址服务器用于给用户端匹配最邻近的三角形参考站；
相位小数估计服务器用于计算相位小数部分，并将其下发给区域参考站。
请参阅图1至图5所示，本发明的基于参考站接收机的非差改正数分布式处理方法包括以下四个数据获取交互处理过程：
(I)所述精密轨道钟差服务器与区域参考站之间可进行信息交互，精密轨道钟差服务器下发实时精密星历给区域参考站；
(II)所述相位小数估计服务器与区域参考站之间可进行信息交互，区域参考站根据自身观测数据计算非差实数模糊度并将该非差实数模糊度发送至相位小数估计服务器；相位小数估计服务器对各个区域参考站收集上传的非差实数模糊度信息，进行同步处理以及可用性判断，通过有关参数估计准则，并结合精密星历计算得到各卫星相位小数部分产品；参考站接收机通过获取上述卫星相位小数产品，并结合实时精密星历，执行PPP非差模糊度固定的计算任务，在成功通过有效性检验后，即可提取并形成各卫星实时非差改正数产品，并存放至接收机缓存区供有关用户业务调用。
(Ⅲ)所述参考站区域代码地址服务器与用户端之间可进行信息交互，用户访问参考站区域代码地址服务器获取参考站区域代码地址列表以匹配出最邻近的三角形参考站；如图5所示。
(Ⅳ)所述区域参考站和用户端之间可进行信息交互，用户刷新区域代码地址列表，通过所在区域所在概略位置的两级定位判断，以Delaunay三角剖分算法(该算法详细过程可参考Lawson在1977年提出的逐点插入Lawson方法)组网为原则，匹配可用的最邻近三角形的各参考站增强信息服务参数，如连接IP端口、非差改正数可用性等；在上述业务请求认证通过后，基于TCP/IP协议连接获取有关站点非差改正数后，再根据站点坐标、用户坐标等信息，进行线性内插，生成有关虚拟非差改正数信息，结合有关实时精密星历，进行PPP-RTK定位解算，实时获取厘米级定位结果。
所述相位小数估计服务器与区域参考站之间进行信息交互，具体包括以下步骤：
(42.1)所述区域参考站中的部分区域参考站或者全部区域参考站根据区域参考站自身观测数据计算非差实数模糊度并将该非差实数模糊度发送至相位小数估计服务器；
(42.2)所述相位小数估计服务器根据所述非差实数模糊度以获取各卫星的相位小数部分，并将该相位小数部分下发至全部区域参考站的区域参考站接收机；
(42.3)所述区域参考站接收机根据所述相位小数部分，独立地在区域参考站接收机上进行PPP非差模糊度固定计算；
(42.4)所述区域参考站的PPP非差模糊度固定后，在区域参考站接收机端计算各卫星的实时非差改正数；
(42.5)所述区域参考站将各卫星的实时非差改正数存储于区域参考站接收机缓存中。
所述区域参考站和用户端之间可进行信息交互，具体包括以下步骤：
(44.1)所述用户端访问参考站区域代码地址服务器获取参考站区域代码地址列表以匹配出最邻近的三角形参考站；
(44.2)所述用户端连接所述最邻近三角形参考站并获取储存于其接收机缓存内的实时非差改正数；
(44.3)所述用户端根据获取的所述最邻近三角形参考站的实时精密轨道、钟差与非差改正数生成虚拟非差改正数；
(44.4)所述用户端根据所述虚拟非差改正数以及精密轨道钟差服务器发送的实时精密星历进行PPP-RTK定位计算，以实现实时厘米级精密定位。
在一种优选的实施例中，所述步骤(42.2)具体包括以下步骤：
(42.2.1)所述相位小数估计服务器消除所述非差实数模糊度的测量噪声和多路径的影响以判断所述非差实数模糊度是否可用；
(42.2.2)如果所述非差实数模糊度不可用，则剔除该非差实数模糊度；
(42.2.3)如果所述非差实数模糊度可用，则通过星间单差法获取与该非差实数模糊度相对应的卫星的相位小数部分。具体为：
对上传的实时模糊度需要进行可用性判断，应对实数模糊度进行多历元平滑消除测量噪声与多路径等影响，平滑后的模糊度和相应噪声为：
根据i+1历元的实数模糊度Ni+1与之差的绝对值满足下式
判断i+1历元的实数模糊度无周跳或者粗差，可以直接使用，若不满足则说明i+1历元存在周跳或者粗差。继续判断i+2历元的Ni+2与的差值，如果依然大于4σi，且与Ni+1符合性很好，说明第i+1历元发生了周跳，需要对前i与从i+1开始的进行分段处理。如果Ni+2与的符合性很好，Ni+2与Ni+1的差值很大，表示第i+1历元存在粗差，需要将该历元的实数模糊度进行剔除。
在一种优选的实施例中，所述步骤(42.3)具体包括以下步骤：
(42.3.1)所述区域参考站获取并根据所述相位小数部分以及实时精密星历在参考站接收机端独立进行非差实数模糊度的固定；
(42.3.2)所述区域参考站判断卫星是否满足有效性的条件；
(42.3.3)如果所述卫星满足有效性的条件，则计算并将各卫星的实时非差改正数存储于参考站接收机上；
(42.3.4)如果所述卫星不满足有效性的条件，则忽略该卫星。具体为：
为了得到有效的PPP固定解，可以利用星间单差法在以上接收机初始相位偏差以及卫星时钟硬件延迟进行估计消除的方法。即利用星间单差组合消除接收机端的相位未校准硬件延迟，无电离层组合观测值可以消除电离层延迟，但其模糊度失去了整数性质，故需将其分解成宽巷和窄巷模糊度组合的形式：
式中上标(i,j)表示星间单差，表示星间单差宽巷模糊度，由于为窄巷模糊度的波长，所以称为星间单差窄巷模糊度。
上式中的宽巷和窄巷模糊度均包含卫星端相位未校准硬件延迟的小数部分FCB,因此可以表示为下式：
式中，分别表示宽巷和窄巷模糊度的整数部分(含硬件延迟的整数部分影响)，和分别表示单差宽巷和单差窄巷延迟。
利用WM组合观测值计算的实数解，利用多历元平滑值消弱测量噪声和多路径误差的影响。然后根据相应的方法估计如正余弦函数法。
确定后，将其带入无电离层组合观测值中，利用类似的步骤计算窄巷单差相位小数具体参阅图3所示。
为了统一数据基准，需要引入某颗卫星FCBs为零的基准条件将单差相位小数ΔFCBi,j转换为非差相位小数FCBi，用户端使用FCBs产品时也无需考虑与基准站网参考卫星不一致的问题。
另外，PPP非差模糊度固定方式为；
参考站接收机在接收到宽巷和窄巷FCBs后，分别改正相应的实数模糊度,恢复宽巷和窄巷模糊度的整数特性。在定位中通常采用LAMBDA搜索算法(该算法具体步骤可参考文献TEUNISSEN,P.J.G.Theleast-squares ambiguity decorrelation adjustment:amethod for fast GPS integer ambiguity estimation[J].JournalofGeodesy.1995(2):65-28.)实现模糊度的搜索与固定。宽巷和窄巷模糊度固定之后，将无电离层组合模糊度表示为宽巷整数模糊度、窄巷整数模糊度组合的形式，即可以实现PPP模糊度固定解。
其中，有效性检验一般分为3步：
第一步：在固定宽巷和窄巷模糊度的时候，通常采用LAMBDA法进行搜索，搜索过程中Ratio1检验：
第二步：将固定的nw宽巷模糊度与n1窄巷模糊度的最优与次最优的两组模糊度，组合成最优与次最优NLC固定模糊度，并将其代入无电离层组合方程计算，进行Ratio2检验，式中为将固定的NLC模糊度回代到方程后解算参数得到的验后单位权中误差：
第三步：通过以上两个检验步骤后，对的那组计算每颗卫星的观测值残差Vi，进行残差检核：
式中，δ为对应组合或非组合观测值的标称精度。
对满足第三步检验的卫星可以进行非差改正数计算，不满足的则忽略该卫星。
获取到了宽巷模糊度与窄巷模糊度的固定解，即可还原出L1、L2上的非差模糊度固定解，从而可以实现观测值非差改正数的计算。
每个区域内的参考站数量不少于3个，每个参考站独立计算各自的实数模糊度并实时上传至相位小数估计服务器，相位小数估计服务器收集多个参考站的实时非差模糊度进行相位小数FCBs的估计。每个参考站在获取到服务器上的FCBs以及精密卫星轨道和钟差后，进行独立的固定模糊度的精密单点定位PPPAR以及非差改正数的生成。用户根据两级定位及三角剖分算法匹配最邻近三角形的各参考站增强信息，进行PPP定位，故单个用户只与其最邻近三角形的各参考站有关。
在一种优选的实施例中，请参阅图4与图5所示，所述步骤(44.1)具体包括以下步骤：
(44.1.1)所述用户端获取用户的大致位置信息；
(44.1.2)所述用户端根据三角剖分算法判断所述用户端是否在任意三个区域参考站所形成的三角形内；
(44.1.3)如果所述用户端在任意三个区域参考站所形成的三角形内，则所述用户端获取分散式存储于所述三个区域参考站接收机上的增强信息服务参数；
(44.1.4)如果所述用户端不在任意三个区域参考站所形成的三角形内，则搜索距离所述用户端的重心距离最短的三角形，然后继续步骤(44.1.3)。
在一种优选的实施例中，所述步骤(44.3)具体为：
所述用户端对所述实时非差改正数进行线性内插生成虚拟非差改正数。
其中，由于生成的非差大气延迟与钟差、模糊度参数存在相关性，有可能并不能完全反应真实的大气延迟量。但其内部的一致性足以消除误差的影响并恢复模糊度参数整数特性。
首先根据内插模型估计内插系数，然后根据计算内插的大气延迟改正。
根据得到的内插系数，根据公式(8)估计用户端的虚拟非差改正数。
其中，下标u和i分别表示用户端和参考站，n为参考站的个数；是非差电离层延迟改正或对流层延迟改正；是用户端上的内插电离层或对流层延迟改正。
在一种优选的实施方式中，所述步骤(34)具体为：
精密单点定位一般采用无电离层组合观测值，如下式
PIF＝ρ0+δρ+c·(dt-dT)+T+dm+εP
LIF＝ρ0+δρ+c·(dt-dT)+T+BIF+δm+εL (9)
式中：其中ρ0表示卫地距，卫星坐标采用实时获取的精密星历计算，卫星钟差dt采用精密钟差计算得到。
首先，根据下式利用内插得到的大气延迟改正数来改正非差载波相位观测值。
式中，为原始载波相位观测值，为非差改正数(其中包含了卫星端相位小数)。
然后，利用大气层误差改正后的相位观测值构造星间单差WM观测值消除接收机端硬件延迟以及卫星端相位小数的基准偏差，求解星间单差宽巷模糊度由于受到其他未被模型化的误差以及噪声等因素的影响，可以采用卡尔曼滤波或多历元平滑等方式提高的收敛速度，求得固定解
其次，基于固定的宽巷模糊度，将PPP解的无电离层组合模糊度转化为窄巷模糊度并进行固定。
最终，基于固定的宽巷模糊度，和窄模糊度计算无电离层组合固定解，得到最终定位结果。
在上述算法中，整周模糊度的搜索采用LAMBDA法。
采用本发明中的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理系统与方法，通过计算任务的分压处理以及积极响应，实现了常规模式下数据处理服务器的载荷均衡及转移，使得对计算负载服务器性能要求大大降低。该系统设置了精密轨道钟差服务器、参考站区域代码地址服务器和相位小数估计服务器，可以分别与区域参考站及用户端进行数据获取交互。该分布式处理系统和计算方法将过去在常规数据处理服务器中进行的主要计算任务转移至参考站接收机完成，包括实现常规PPP解算、PPP非差模糊度固定、非差改正数产品生成等一系列计算处理任务。该分布式处理系统和计算方法一方面极大地减轻了服务器的载荷，解决了现有的计算负载服务器载荷过大的问题，同时用户无需再布设有专人值守的数据处理服务器机房，节约了成本，减少了用户对数据处理服务器的维护工作；另一方面，服务器不再需要获取区域参考站和用户端的精确地理坐标，这一优点可使不同机构之间的参考站和用户端在共享服务器的同时，避免关键信息的泄露，安全性更好。
对参考站接收机而言，实现非差PPP模糊度固定计算与非差改正数生成的一系列计算任务，基于目前嵌入式操作系统架构，能大大满足有关任务要求；就用户而言，对服务列表的使用及区域定位匹配算法，其计算量不高，一般用户接收机通过手簿或固件的更改开发，亦能满足有关使用需求。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理系统，其特征在于：所述系统包括精密轨道钟差服务器、参考站区域代码地址服务器、相位小数估计服务器、区域参考站和用户端；
精密轨道钟差服务器，用于为区域参考站提供精密星历；
参考站区域代码地址服务器，用于为用户端匹配最邻近的三角形参考站；
相位小数估计服务器，与所述区域参考站之间进行信息交互，所述区域参考站根据自身观测数据将计算的非差实数模糊度返回至所述相位小数估计服务器，所述相位小数估计服务器用于计算相位小数部分，并将相位小数部分下发给区域参考站；
其中，区域参考站接收机根据所述相位小数部分，独立地在区域参考站接收机上进行PPP非差模糊度固定计算，并且在所述参考站接收机中完成非差模糊度固定和计算各卫星的实时非差改正数；所述区域参考站与所述用户端之间进行信息交互，所述用户端连接最邻近的三角形参考站获取实时精密轨道、钟差与非差改正数并进行PPP-RTK解算。
2.根据权利要求1所述的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理系统，其特征在于：所述精密轨道钟差服务器为精密轨道钟差分发服务器，用户自行部署的估计精密轨道、钟差数据的服务器或用以提供精密轨道、钟差数据的服务器。
3.根据权利要求2所述的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理系统，其特征在于：所述精密轨道钟差分发服务器的数据来源于用户自行部署的估计精密轨道、钟差数据的服务器或用以提供精密轨道、钟差数据的服务器。
4.一种基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理方法，其特征在于：在参考站接收机中完成非差实数模糊度计算、非差模糊度固定、与用户端进行数据获取交互的任务，实现对服务器的分压，具体包括以下步骤：
(41)精密轨道钟差服务器与区域参考站之间进行信息交互，精密轨道钟差服务器下发实时精密星历至区域参考站；
(42)相位小数估计服务器与区域参考站之间进行信息交互，区域参考站将计算的非差实数模糊度返回至相位小数估计服务器，以及相位小数估计服务器计算相位小数部分，并将该相位小数部分下发至区域参考站；
(43)参考站区域代码地址服务器与用户端之间进行信息交互，用户访问参考站区域代码地址服务器获取参考站区域代码地址列表以匹配出最邻近的三角形参考站；
(44)区域参考站与用户端之间进行信息交互，用户端连接最邻近的三角形参考站获取实时精密轨道、钟差与非差改正数并进行PPP-RTK解算；
其中，所述相位小数估计服务器与区域参考站之间进行信息交互，具体包括以下步骤：
(42.1)所述区域参考站中的部分区域参考站或者全部区域参考站根据区域参考站自身观测数据计算非差实数模糊度并将该非差实数模糊度发送至相位小数估计服务器；
(42.2)所述相位小数估计服务器根据所述非差实数模糊度以获取各卫星的相位小数部分，并将该相位小数部分下发至全部区域参考站的区域参考站接收机；
(42.3)所述区域参考站接收机根据所述相位小数部分，独立地在区域参考站接收机上进行PPP非差模糊度固定计算；
(42.4)所述区域参考站的PPP非差模糊度固定后，在区域参考站接收机端计算各卫星的实时非差改正数；
(42.5)所述区域参考站将各卫星的实时非差改正数存储于区域参考站接收机缓存中。
5.根据权利要求4所述的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理方法，其特征在于：所述步骤(42.2)具体包括以下步骤：
(42.2.1)所述相位小数估计服务器消除所述非差实数模糊度的测量噪声和多路径的影响以判断所述非差实数模糊度是否可用；
(42.2.2)如果所述非差实数模糊度不可用，则剔除该非差实数模糊度；
(42.2.3)如果所述非差实数模糊度可用，则通过星间单差法获取与该非差实数模糊度相对应的卫星的相位小数部分。
6.根据权利要求4所述的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理方法，其特征在于：所述步骤(42.3)具体包括以下步骤：
(42.3.1)所述区域参考站获取并根据所述相位小数部分以及实时精密星历在区域参考站接收机端独立进行非差实数模糊度的固定；
(42.3.2)所述区域参考站判断卫星是否满足有效性的条件；
(42.3.3)如果所述区域卫星满足有效性的条件，则计算并将各卫星的实时非差改正数存储于区域参考站接收机上；
(42.3.4)如果所述卫星不满足有效性的条件，则忽略该卫星。
7.根据权利要求4所述的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理方法，其特征在于：所述区域参考站和用户端之间进行信息交互，具体包括以下步骤：
(44.1)所述用户端访问参考站区域代码地址服务器获取参考站区域代码地址列表以匹 配出最邻近三角形参考站；
(44.2)所述用户端连接所述最邻近三角形参考站并获取储存于所述最邻近三角形参考站接收机缓存内的实时非差改正数；
(44.3)所述用户端根据获取的所述最邻近三角形参考站的实时精密轨道、钟差与非差改正数生成虚拟非差改正数；
(44.4)所述用户端根据所述虚拟非差改正数以及精密轨道钟差服务器发送的实时精密星历进行PPP-RTK定位计算，以实现实时厘米级精密定位。
8.根据权利要求7所述的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理方法，其特征在于：所述步骤(44.1)具体包括以下步骤：
(44.1.1)所述用户端获取用户的大致位置信息；
(44.1.2)所述用户端根据三角剖分算法判断所述用户端是否在任意三个区域参考站所形成的三角形内；
(44.1.3)如果所述用户端在任意三个区域参考站所形成的三角形内，则所述用户端获取分散式存储于所述三个区域参考站接收机上的增强信息服务参数；
(44.1.4)如果所述用户端不在任意三个区域参考站所形成的三角形内，则搜索距离所述用户端的重心距离最短的三角形，然后继续步骤(41.1.3)。
9.根据权利要求7所述的基于GNSS参考站接收机的非差改正数分布式处理方法，其特征在于：所述步骤(44.3)具体为：
所述用户端对所述实时非差改正数进行线性内插生成虚拟非差改正数。
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