CN110531396B - 一种移动站定位方法和装置、计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种移动站定位方法和装置、计算机可读存储介质，所述方法包括检测实时动态RTK差分数据的接收是否发生中断；当RTK差分数据的接收发生中断时，以预设时间范围内解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值，并根据虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置。本发明实施例通过在RTK差分数据的接收发生中断时，以预设时间范围内解算出的移动站位置和对应的移动站观测值作为虚拟基站观测值，并根据虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值进行RTK解算，能够在RTK差分数据的接收发生中断的情况下，仍可维持厘米级精度定位服务，且不需要其他外部数据的支持。

Description

一种移动站定位方法和装置、计算机可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及但不限于卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种移动站定位方法和装置、计算机可读存储介质。

背景技术

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是一个具有多颗卫星的人造卫星系统，它能向地面GNSS接收机发送包含位置和时间信息的信号，借助这些信号，接收机可以实现定位。目前，主要的GNSS系统有欧盟伽利略(Galileo)卫星导航系统、美国全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)卫星导航系统和中国北斗导航系统。随着全球卫星定位技术的发展，厘米甚至毫米级的定位精度需求也越来越迫切，需求范围也越来越广泛，如测量测绘、精细农业、智能机器人、无人驾驶、无人机等领域都需要较高精度的位置信息。

现有技术中，无精密数据支持的单台卫星定位接收机，无法完成厘米到分米级定位。能提供厘米到分米级卫星定位服务的技术主要有实时动态(Real-Time Kinematic，RTK)技术和精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)技术，其中，RTK技术是目前应用最广的高精度卫星定位技术。

RTK技术可分为单站RTK技术和网络RTK技术。单站RTK技术在一已知点上搭建一台接收机作为基准站，给需要定位的接收机(移动站)提供差分数据。网络RTK技术在一个局域或广域范围内建立多个基准站，利用多个基准站数据，服务器可以计算出基于用户位置(移动站)的差分数据。移动站利用差分数据，可以完全消除卫星钟差误差，也可消除大部分卫星轨道和大气传播误差，定位精度可达到1厘米。

但是，现有的RTK技术过分依赖于外部提供的实时差分数据，一旦RTK所需的实时差分数据中断，就无法继续提供厘米级高精度定位服务。而实际应用中，RTK所需的实时差分数据经常会在作业过程中发生中断，特别是对于无人机这种高动态的飞行器。RTK所需的实时差分数据一般通过有线(如串口或网络)，或无线(如电台或3G/4G网络)进行传输。这些通信方式都有可能因为信号遮挡、干扰、链路中断等原因导致实时差分数据中断，从而导致RTK技术无法继续提供厘米级定位服务。在这种情况下，很多作业只能停止，如正在执行农药喷洒或施肥的无人机在差分数据中断后不得不返航，正在执行播种或收割的拖拉机在差分数据中断后不得不停止作业，导致作业效率严重下降。

相关技术通过接收卫星钟飘改正数来消除差分数据中断后的卫星钟差误差，来延长RTK服务时间，或者通过切换到PPP模式来延长厘米级定位服务。但是，这两种方法都仍然需要外部数据来支持，这些外部数据也是通过有线或无线信号链路来接收的，在RTK实时差分数据中断的时候，这些数据链路也可能发生中断，从而导致这些替代方法也无法工作。

发明内容

本发明实施例提供了一种移动站定位方法和装置、计算机可读存储介质，能够在RTK差分数据的接收发生中断的情况下仍可维持厘米级精度定位服务且不需要外部数据的支持。

本发明实施例提供了一种移动站定位方法，包括：

检测实时动态RTK差分数据的接收是否发生中断；

当所述RTK差分数据的接收发生中断时，以预设时间解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值，并根据所述虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置。

在一种示例性实施例中，所述预设时间具体为：发生所述中断前且距离当前时刻最近的差分数据时刻。

在一种示例性实施例中，在所述进行RTK解算之前，所述方法还包括：

检测所述虚拟基站观测值中的移动站观测值和所述当前时刻的移动站观测值之间是否发生卫星失锁或周跳；

如果发生卫星失锁或周跳，则通过模糊度搜索算法固定模糊度；

所述进行RTK解算，具体为：根据所述虚拟基站观测值、所述当前时刻的移动站观测值以及所述固定出的模糊度，进行所述RTK解算。

在一种示例性实施例中，在所述固定模糊度后，所述方法还包括：

将所述虚拟基站观测值更新为所述固定模糊度后的差分数据时刻解算出的所述移动站位置和对应的所述移动站观测值。

在一种示例性实施例中，所述根据虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置，包括：

建立历元间星间双差观测方程；

根据所述虚拟基站观测值和所述当前时刻的移动站观测值，估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差，根据接收的广播星历计算观测到的卫星位置；

将计算和估计出的各参数值代入所述历元间星间双差观测方程，得到当前时刻的移动站位置。

在一种示例性实施例中，在所述估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差时，将所述双差对流层残差、所述双差卫星轨道残差和所述双差卫星钟差残差合并为一个参数进行估计。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一项所述的移动站定位方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种移动站定位装置，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的移动站定位程序，以实现如以上任一项所述的移动站定位方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种移动站定位装置，包括检测模块和计算处理模块，其中：

检测模块，用于检测实时动态RTK差分数据的接收是否发生中断，当所述RTK差分数据的接收发生中断时，通知计算处理模块；

计算处理模块，用于接收到检测模块的通知，以预设时间解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值；根据所述虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置。

在一种示例性实施例中，所述预设时间，具体为：发生所述中断前且距离当前时刻最近的差分数据时刻。

本发明实施例提供的移动站定位方法和装置、计算机可读存储介质，通过在所述RTK差分数据的接收发生中断时，以预设时间解算出的移动站位置和对应的移动站观测值作为虚拟基站观测值，并根据所述虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，进行RTK解算，能够在RTK差分数据的接收发生中断的情况下，仍可维持厘米级精度定位服务，且不需要其他外部数据的支持，大大延长了RTK差分数据中断时RTK服务的时间，提高了作业效率。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明实施例技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。

图1为本发明实施例的一种移动站定位方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的一种移动站定位装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本发明所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本发明实施例包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本发明已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本发明实施例中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本发明实施例的精神和范围内。

如图1所示，根据本发明实施例的一种移动站定位方法，包括如下步骤：

步骤101：检测实时动态RTK差分数据的接收是否发生中断；

步骤102：当RTK差分数据的接收发生中断时，以预设时间解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值，并根据所述虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置。

在一种示例性实施例中，所述方法还包括：

步骤103：当所述RTK差分数据的接收没有发生中断时，利用接收到的RTK差分数据作为实际基站观测值，根据所述实际基站观测值和当前时刻的移动站观测值，进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置。

移动站利用接收到的实际基站观测值(所述RTK差分数据)和自身的移动站观测值中各种误差的相关性，通过差分来消除或消弱这些误差，从而达到厘米级定位精度。其中，卫星钟差可以完全消除，卫星轨道、电离层及对流层误差可以消除95％以上。但是在所述RTK差分数据的接收发生中断后，随着差分龄期的增长，这些误差的相关性越来越弱。卫星钟差也不能完全消除，其它误差可消除部分也越来越少。一般在发生中断到差分龄期超过10秒后，相关技术中的移动站就不能再维持厘米级定位了。

本发明实施例提供的移动站定位方法，通过在RTK差分数据的接收发生中断时，以预设时间解算出的移动站位置和对应的移动站观测值作为虚拟基站观测值，并根据所述虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值进行RTK解算，能够在RTK差分数据的接收发生中断的情况下，仍可维持厘米级精度定位服务，且不需要其他外部数据的支持，大大延长了RTK差分数据中断时RTK服务的时间，提高了作业效率。

在一种示例性实施例中，预设时间具体为：发生中断前且距离当前时刻最近的差分数据时刻(即发生中断前的最后一组差分数据时刻)。

需要说明的是，也可以选择发生中断前的其它差分数据时刻解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值，本发明实施例对此并不做限制。

在一种示例性实施例中，在进行RTK解算之前，所述方法还包括：

检测虚拟基站观测值中的移动站观测值和当前时刻的移动站观测值之间是否发生卫星失锁或周跳；

如果发生卫星失锁或周跳，则通过模糊度搜索算法固定模糊度；

所述进行RTK解算，具体为：根据虚拟基站观测值、当前时刻的移动站观测值以及固定出的模糊度，进行所述RTK解算。

具体的，所述模糊度搜索算法可以为现有的模糊度搜索算法，例如，Lambda算法。

在一种示例性实施例中，在固定模糊度后，所述方法还包括：

将虚拟基站观测值更新为固定模糊度后的差分数据时刻解算出的移动站位置和对应的移动站观测值。

本发明实施例提供的移动站定位方法，在模糊度固定后，将虚拟基站观测值切换为新的移动站位置和新的移动站观测值。这样保证了两个历元间相对位置精度保持在一个厘米以内。

在一种示例性实施例中，所述根据虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置，包括：

建立历元间星间双差观测方程；

根据虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差，根据接收的广播星历计算观测到的卫星位置；

将计算和估计出的各参数值代入历元间星间双差观测方程，得到当前时刻的移动站位置。

需要说明的是，移动站接收机，可以跟踪GPS、GLONASS、北斗、Galileo、QZSS等卫星系统中的一个、多个或全部卫星系统信号，观测值可以是单频、双频或三频。在RTK差分数据正常接收的情况下，移动站通过实际基站观测值和移动站观测值完成RTK解算，得到厘米级定位精度。在RTK差分数据中断后，移动站以中断前的最后一组差分数据时刻解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值，为接下来的移动站观测值提供差分服务。

RTK差分数据中断后，将历元m解算出的移动站位置和对应的移动站观测值作为虚拟基站观测值。其伪距和载波的观测方程为：

在公式(1)和(2)中：

是历元m移动站接收机对卫星i在频点k上的伪距观测值；

是历元m移动站接收机和卫星i之间的几何距离；

c是真空中的光速；

dT_r,m是历元m接收机钟差；

是历元m卫星i的钟差；

是历元m卫星i的轨道误差；

是历元m卫星i的对流层误差；

是历元m卫星i的电离层误差；

f₁ ²、

分别为第一频点和第k频点的频率平方，例如，k的取值可以是2或3；

是卫星i频点k伪距观测值的噪声和多径误差；

是历元m卫星i频点k的载波观测值；

λ_k是频点k的载波波长；

是历元m卫星i频点k的整周模糊度；

是卫星i频点k载波观测值的噪声和多径误差。

在历元m后的某个历元n，将作为以历元m为虚拟基站的移动站。n可以是m+1也可以是m+2，只有在模糊度固定后，才切换虚拟基站，否则历元m将一直作为后续历元的虚拟基站。历元n观测方程为：

在公式(3)和(4)中：

是历元n移动站接收机对卫星i在频点k上的伪距观测值；

是历元n移动站接收机和卫星i之间的几何距离；

dT_r,n是历元n接收机钟差；

是历元n卫星i的钟差；

是历元n卫星i的轨道误差；

是历元n卫星i的对流层误差；

是历元n卫星i的电离层误差；

是历元n卫星i频点k的载波观测值；

是历元n卫星i频点k的整周模糊度。

对于同一颗卫星的伪距和载波观测值，在作为虚拟基站的历元m和作为移动站的历元n之间做一次单差，并在参考星i和非参考星j之间做一次单差，双差后的伪距和载波观测方程如下：

在公式(5)和(6)中：

Δ是历元m和n之间单差运算符；

是卫星i和j之间单差运算符；

是频点k的双差伪距观测值；

是双差几何距离；

是卫星钟差双差后的残差，即双差卫星钟差残差；

是卫星轨道误差双差后的残差，即双差卫星轨道残差；

是经模型修正后的对流层误差双差后的残差，即双差对流层残差；

是经模型修正后的电离层误差双差后的残差，即双差电离层残差；

是频点k双差后的伪距观测值的噪声和多径残差；

是频点k双差载波观测值；

是频点k双差整周模糊度；

是频点k双差后的载波观测值的噪声和多径残差。

在双差观测方程(5)和(6)中，对流层误差可通过对流层模型，例如Saastamoinen模型，可以消除90％以上。对流层误差变化缓慢，模型误差前后历元间具有很强相关性，因而在前后历元间单差后能消除99.9％以上对流层误差，剩下的双差对流层残差

小于1毫米。电离层误差可通过电离层模型，如Klobuchar模型，可以消除50％以上。与对流层误差一样，电离层误差也变化缓慢，模型误差在时间间隔为秒级的前后历元间具有很强相关性，因而在前后历元间单差后能消除99.9％以上电离层误差，剩下的双差电离层残差

小于1毫米。

卫星上一般采用高性能的氢原子、铯原子或铷原子钟，其稳定性超过3x10-14/1000s。导航系统卫星都是中轨和高轨卫星，轨道误差的变化也很缓慢。通过和精密轨道和钟差对比，广播星历计算的卫星轨道和钟差的绝对误差可达几米，但是在一分钟内误差的变化量都只有厘米级。这种缓慢变化的误差在时间间隔为秒级的前后历元间具有强相关性，前后历元间单差可消除99.9％以上的卫星轨道和钟差误差，剩下的双差卫星轨道残差

和双差卫星钟差残差

都小于1毫米。

在一种示例性实施例中，在估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差时，将双差对流层残差、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差合并为一个参数进行估计。

上述四种缓慢变化的残差中，双差卫星轨道残差

双差卫星钟差残差

和双差对流层残差

都与观测值频率无关，且对伪距和载波的影响一致。我们可以把

整体作为一个参数，

来估计，如公式(7)。而双差电离层残差与载波频率的平方相关，而且对伪距和载波的影响刚好相反，可以独立作为参数来估计。

这样公式(5)和(6)可以表达为:

在双差观测方程(8)和(9)中，双差伪距

和双差载波相位观测量

为已知量。双差几何距离

的计算需要时刻m和时刻n的接收机位置以及卫星i、j的位置。作为虚拟基站的历元m的移动站接收机位置为已知点，卫星i、j的位置的位置可通过广播星历参数计算得到，时刻n的接收机位置相对于历元m位置的基线向量([ΔX,ΔY,ΔZ])需要估计。其中，ΔX,ΔY,ΔZ分别为基线向量在X轴方向，Y轴方向，Z轴方向的分量。

双差整周模糊度

作为参数估计，利用其整数特性通过模糊度搜索算法来固定。在模糊度固定后，即可充分发挥载波相位观测值噪声小(毫米级)的特性，得到高精度的接收机位置估计。

在本发明实施例提供的移动站定位方法中，所有的状态量都可以通过Kalman滤波来估计，所需要估计的状态向量如表1所示。所用的观测量包括双差的伪距和载波观测值，观测量包括每个非参考星L1、L2和L3频点上的双差伪距和载波观测值。每个非参考星可能有L1、L2和L3三个频点中的一个、两个或三个频点观测值。其中，L1可以是GPS的L1频点、GLONASS的G1频点、北斗的B1频点、Galileo的E1频点或QZSS的L1频点；L2可以是GPS的L2频点、GLONASS的G2频点、北斗的B2频点、Galileo的E5b频点或QZSS的L2频点；L3可以是GPS的L5频点、北斗的B3频点、Galileo的E5a频点或QZSS的L5频点。

表1

其中，基线向量[ΔX,ΔY,ΔZ]的动态模型为随机游走模型；双差电离层残差

的动态模型为一阶高斯马尔科夫模型；双差对流层残差、双差卫星轨道残差和双差钟差残差整体

的动态模型为一阶高斯马尔科夫模型；双差整周模糊度

具备整数特性，在没有周跳的情况下保持不变，它们都作为常量来估计，动态噪声均为0；整周模糊度通过LAMBDA模糊度搜索算法来搜索，只要有周跳发生，都将重启模糊度搜索。

本发明实施例利用短距离(几十米)短时间(1秒)内卫星轨道、钟差、电离层和对流层误差和误差之间的强相关性，将所述RTK差分数据的接收发生中断前的最后一组差分数据时刻解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值，对差分数据中断后下一组移动站观测值和虚拟基站观测值进行双差，来消除大部分卫星轨道、钟差、电离层和对流层等误差，剩下的残差通过多频观测值来估计。如果两组观测值之间发生卫星失锁或周跳，则通过模糊度搜索算法来固定模糊度，从而保证下一组观测时刻保持厘米级定位精度。而新的厘米级精度位置和观测值又可以作为新的虚拟基站观测值，为接下来一组观测值提供基站服务。以此类推，移动站在没有外部数据的条件下，通过自身的观测值可以在十分钟时间内维持厘米级定位精度。

本发明实施例在不需要其他改正数的支持下，大大延长了差分数据中断时RTK服务的时间，从传统的10秒钟延长到10分钟时间，解决了无人机在作业过程中因为差分数据中断而不得不返航，或者拖拉机在无差分数据不得不停止作业的问题，大大提高了作业效率。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一项所述的移动站定位方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种移动站定位装置，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的移动站定位程序，以实现如以上任一项所述的移动站定位方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种移动站定位装置，包括检测模块201和计算处理模块202，其中：

检测模块201，用于检测实时动态RTK差分数据的接收是否发生中断，当所述RTK差分数据的接收发生中断时，通知计算处理模块202；

计算处理模块202，用于接收到检测模块201的通知，以预设时间解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值；根据所述虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置。

在一种示例性实施例中，当所述RTK差分数据的接收没有发生中断时，计算处理模块202利用接收到的RTK差分数据作为实际基站观测值，根据所述实际基站观测值和当前时刻的移动站观测值，进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置。

在一种示例性实施例中，预设时间具体为：发生中断前且距离当前时刻最近的差分数据时刻(即发生中断前的最后一组差分数据时刻)。

在一种示例性实施例中，在进行RTK解算之前，计算处理模块202还用于：

检测虚拟基站观测值中的移动站观测值和当前时刻的移动站观测值之间是否发生卫星失锁或周跳；

如果发生卫星失锁或周跳，则通过模糊度搜索算法固定模糊度；

计算处理模块202的进行RTK解算，具体为：根据虚拟基站观测值、当前时刻的移动站观测值以及固定出的模糊度，进行所述RTK解算。

具体的，所述模糊度搜索算法可以为现有的模糊度搜索算法，例如，Lambda算法。

在一种示例性实施例中，在固定模糊度后，计算处理模块202还用于：

将虚拟基站观测值更新为固定模糊度后的差分数据时刻解算出的移动站位置和对应的移动站观测值。

本发明实施例提供的移动站定位装置，在模糊度固定后，将虚拟基站观测值切换为新的移动站位置和新的移动站观测值。

在一种示例性实施例中，计算处理模块202的根据虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，进行RTK解算，得到当前时刻的移动站位置，包括：

建立历元间星间双差观测方程；

根据虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差，根据接收的广播星历计算观测到的卫星位置；

将计算和估计出的各参数值代入历元间星间双差观测方程，得到当前时刻的移动站位置。

在一种示例性实施例中，计算处理模块202在估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差时，将双差对流层残差、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差合并为一个参数进行估计。

RTK之所以能达到厘米级定位精度，是利用了基站观测值(RTK差分数据)和移动站观测值中各种误差的相关性。误差相关性随着基站移动站之间的距离增大而减弱，而且在差分数据中断后，误差相关性随着差分龄期的增长而越弱。当基站和移动站之间超过一定距离，如100公里，或差分龄期超过一定时间，如10秒钟，RTK差分数据不再具备RTK的改正效果。本发明实施例的移动站定位装置通过在移动站前后历元数据之间实现RTK，拉近了站间距离。因为前后历元观测值时间间隔一般不会超过1秒，移动站一秒内运动距离一般不会超过100米。极短的基线距离(<100米)和极小的差分龄期(1秒)，增强了基站移动站之间误差的相关性，从而消除了99％以上的卫星钟差、卫星轨道误差。电离层误差经过Klobuchar模型修正后，加上历元间单差可消除99％以上。对流层误差经过Saastamoinen模型修正后，加上历元间单差可消除99％以上。剩下的卫星钟差、卫星轨道、电离层、对流层残差通过参数估计来消除。如果两组观测值之间发生卫星失锁或周跳，则通过模糊度搜索来固定模糊度。这样保证了两个历元间相对位置精度保持在一个厘米以内，而接收机在真实的差分数据中断前的位置精度是通过RTK解算出来的，精度为厘米级。所以即使在差分数据中断10分钟，移动站仍然能维持厘米级的高精度定位。

通过模型和历元之间单差可消除99％以上的卫星钟差、卫星轨道、电离层、对流层误差，剩下的残差都小于1毫米，而且变化缓慢，通过参数估计开消除。其中卫星钟差、卫星轨道和对流层残差与观测值频率无关，对于伪距和载波观测值也都相同，因而可以统一作为一个参数来估计。而电离层是发散介质，所以双差电离层残差与频率相关，对伪距和载波上的影响也刚好是相反的，可以独立作为参数来估计。

本发明实施例的移动站定位方法和装置、计算机可读存储介质，在不借助其它外部数据的支持的情况下，利用差分数据中断前移动站的精确位置以及当时的观测值作为虚拟基站观测值，为后续移动站观测值提供虚拟基站服务，通过参数估计来消除电离层、对流层、卫星轨道、钟差等误差的变化，从而达到长时间维持厘米级定位精度的目标。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (6)

1.一种移动站定位方法，其特征在于，包括：

检测实时动态RTK差分数据的接收是否发生中断；

当所述RTK差分数据的接收发生中断时，以预设时间解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值；

建立历元间星间双差观测方程；

根据所述虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差，根据接收的广播星历计算观测到的卫星位置；

将计算和估计出的各参数值代入所述历元间星间双差观测方程，得到当前时刻的移动站位置；

在所述估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差时，将所述双差对流层残差、所述双差卫星轨道残差和所述双差卫星钟差残差合并为一个参数进行估计；

所述预设时间具体为：发生所述中断前且距离当前时刻最近的差分数据时刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述进行RTK解算之前，所述方法还包括：

检测所述虚拟基站观测值中的移动站观测值和所述当前时刻的移动站观测值之间是否发生卫星失锁或周跳；

如果发生卫星失锁或周跳，则通过模糊度搜索算法固定模糊度；

所述进行RTK解算，具体为：根据所述虚拟基站观测值、所述当前时刻的移动站观测值以及所述固定出的模糊度，进行所述RTK解算。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述固定模糊度后，所述方法还包括：

将所述虚拟基站观测值更新为所述固定模糊度后的差分数据时刻解算出的所述移动站位置和对应的所述移动站观测值。

4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至3中任一项所述的移动站定位方法的步骤。

5.一种移动站定位装置，其特征在于，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的移动站定位程序，以实现如权利要求1至3中任一项所述的移动站定位方法的步骤。

6.一种移动站定位装置，其特征在于，包括检测模块和计算处理模块，其中：

检测模块，用于检测实时动态RTK差分数据的接收是否发生中断，当所述RTK差分数据的接收发生中断时，通知计算处理模块；

计算处理模块，用于接收到检测模块的通知，以预设时间解算出的移动站位置和对应的移动站观测值，作为虚拟基站观测值；

建立历元间星间双差观测方程；

根据所述虚拟基站观测值和当前时刻的移动站观测值，估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差，根据接收的广播星历计算观测到的卫星位置；

将计算和估计出的各参数值代入所述历元间星间双差观测方程，得到当前时刻的移动站位置；

在所述估计双差对流层残差、双差电离层残差、双差整周模糊度、双差卫星轨道残差和双差卫星钟差残差时，将所述双差对流层残差、所述双差卫星轨道残差和所述双差卫星钟差残差合并为一个参数进行估计；

所述预设时间，具体为：发生所述中断前且距离当前时刻最近的差分数据时刻。

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