CN103558613A - 一种无需精密钟差的实时精密单点定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无需外部精密钟差的实时精密单点定位技术。技术特征在于：选取一组参考站，固定其坐标，并将其中一个参考站的接收机钟进行固定作为基准钟，并与流动站联立观测方程式。本发明可以通过共视卫星钟差项这个纽带将某一历元所有观测方程进行联合解算。本发明中选取的参考站与流动站的距离一般较近（不超过500km），两者具有基本一致的可视卫星。所以运用本发明的技术进行实时PPP，只需利用IGS发布的IGU超快轨道作为实际轨道，而不需提供一个外部精密钟差，从而满足用户实时性的需求。

Description

一种无需精密钟差的实时精密单点定位方法

技术领域

本发明涉及一种无需精密钟差的实时精密单点定位方法，涉及实时高精度精密单点定位领域，属于测绘科学与技术学科。

背景技术

精密单点定位（PPP）技术是利用IGS提供的高精度轨道和钟差产品，以及非差的双频载波相位观测值，采用绝对定位模型进行解算。

由于PPP技术的高效率，操作灵活的特点，使其被广泛应用到卫星导航定位、电离层和对流层监测以及低轨卫星的定轨等领域。

高精度实时精密单点定位技术（Real-time PPP）是PPP技术的一个重要延伸，它可以为用户提供实时的导航和定位服务，目前已成为大地测量学领域比较热门的研究之一。

目前实时精密单点定位一般需要实时估计的卫星钟差产品作为解算基础。

一般通过选择大量全球观测站或者多个区域观测站来进行实时钟差的估计，在本发明中将此方法简称为估计卫星钟差的PPP方法。该方法与本发明的方法相比，需要提供外部钟差产品，实时性较差。

发明内容

要解决的技术问题

传统估计卫星钟差的PPP方法需要首先利用大量参考站数据估计卫星钟差，这对实时PPP处理具有很大的局限性，所以本发明提出了一种基于少量参考站的无需外部钟差产品的非差实时PPP方法，即一种无需精密钟差的实时精密单点定位方法。

技术方案

本发明的技术特征在于：选取一组参考站，固定其坐标，并将其中一个参考站的接收机钟进行固定作为基准钟，并与流动站联立观测方程式。本发明可以通过共视卫星钟差项这个纽带将某一历元所有观测方程进行联合解算。本发明中选取的参考站与流动站的距离一般较近（不超过500km），两者具有基本一致的可视卫星。所以运用本发明的技术进行实时PPP，只需利用IGS发布的IGU超快轨道作为实际轨道，而不需提供一个外部精密钟差，从而满足用户实时性的需求。具体步骤如下：

步骤1：选取一组参考站和一个流动站，组成一个区域网，建立参考站的误差方程，即

$V_{\mathrm{pc}}=\mathrm{AX}+c\·{\mathrm{dt}}_i-c\·{\mathrm{dT}}^j+d_{i,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{pc}}$

$V_{\mathrm{lc}}=\mathrm{AX}+c\·{\mathrm{dt}}_i-c\·{\mathrm{dT}}^j+d_{i,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\λB}}_i^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{lc}}$

其中，V_pc,V_lc分别为伪距和载波上的误差量；φ_m为可模型化的误差改正；X为位置参数改正(dx,dy,dz)；A为位置参数改正系数

(x_iy_iz_i)为测站坐标,(x^jy^jz^j)为卫星的坐标；c为光速；dt_i,dT^j分别为接收机和卫星钟差；

为对流层延迟；λB^j为无电离层组合的模糊度参数；φ_nm为一些非可模型化的误差改正；ε_pc,ε_lc为组合观测值残差；

步骤2：固定其中一个参考站的接收机钟作为基准钟，其他参考站和流动站的接收钟就是关于基准钟的相对钟差。则基准站的误差方程

$V_{s,\mathrm{pc}}^j=d_{s,\mathrm{trop}}^j-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}$

$V_{s,\mathrm{lc}}^j=d_{s,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\λB}}_s^j-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}$

分别为基准站伪距和载波上的误差量；

步骤3：其他参考站跟基准站一样也有类似的误差方程，可以表示为

$V_{i,\mathrm{pc}}^j=d_{i,\mathrm{trop}}^j+c\·{\mathrm{\Δdt}}_i-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}$

$V_{i,\mathrm{lc}}^j=d_{i,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\λB}}_i^j+c\·{\mathrm{\Δdt}}_i-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}$

分别为其他参考站伪距和载波上的误差量；

步骤4：建立流动站的误差方程，即

$V_{r,\mathrm{pc}}^j=\mathrm{AX}+c\·{\mathrm{dt}}_r-c\·{\mathrm{dT}}^j+d_{r,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{pc}}$

$V_{r,\mathrm{lc}}^j=\mathrm{AX}+c\·{\mathrm{dt}}_r-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\λB}}_r^j+d_{r,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{lc}}$

分别为流动站伪距和载波上的误差量；

步骤5：所有误差方程通过卫星钟差这个公共项联系在一起，一并进行PPP解算。

本发明方法在共视卫星钟差估计的观测方程数量上多于传统方法，所以估计钟差的精度较高，从而解算的位置参数精度也较高。

在本发明中，钟差与位置参数在客户端一起估计，无需等待服务端的钟差数据，具有较高的实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍。

图1为本发明实施例进行实时精密单点定位的流程示意图；

具体实施方式

参见附图，现结合一实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，选取一组参考站和一个流动站，组成一个区域网。

固定其中一个参考站的接收机钟作为基准钟，其他参考站和流动站的接收钟就是关于基准钟的相对钟差，建立基准站的误差方程。

建立其他参考站的误差方程。

建立流动站的误差方程。

引入IGS分析中心发布的IGU超快速轨道产品作为实际轨道。

所有误差方程通过卫星钟差这个公共项联系在一起，一并进行PPP解算。

Claims (6)

1.一种无需精密钟差的实时精密单点定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：选取一组参考站和一个流动站，组成一个区域网，建立参考站的误差方程，即

$V_{\mathrm{pc}}=\mathrm{AX}+c\·{\mathrm{dt}}_i-c\·{\mathrm{dT}}^j+d_{i,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{pc}}$

$V_{\mathrm{lc}}=\mathrm{AX}+c\·{\mathrm{dt}}_i-c\·{\mathrm{dT}}^j+d_{i,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\λB}}_i^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{lc}}$

其中，V_pc,V_lc分别为伪距和载波上的误差量；φ_m为可模型化的误差改正；X为位置参数改正(dx,dy,dz)；A为位置参数改正系数

(x_iy_iz_i)为测站坐标、(x^jy^jz^j)为卫星的坐标；c为光速；dt_i,dT^j分别为接收机和卫星钟差；

为对流层延迟；λB^j为无电离层组合的模糊度参数；φ_nm为一些非可模型化的误差改正；ε_pc,ε_lc为组合观测值残差；

步骤2：固定其中一个参考站的接收机钟作为基准钟，其他参考站和流动站的接收钟就是关于基准钟的相对钟差。则基准站的误差方程

$V_{s,\mathrm{pc}}^j=d_{s,\mathrm{trop}}^j-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}$

$V_{s,\mathrm{lc}}^j=d_{s,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\λB}}_s^j-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}$

分别为基准站伪距和载波上的误差量；

步骤3：其他参考站跟基准站一样也有类似的误差方程，可以表示为

$V_{i,\mathrm{pc}}^j=d_{i,\mathrm{trop}}^j+c\·{\mathrm{\Δdt}}_i-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}$

$V_{i,\mathrm{lc}}^j=d_{i,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\λB}}_i^j+c\·{\mathrm{\Δdt}}_i-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}$

分别为其他参考站伪距和载波上的误差量；

步骤4：建立流动站的误差方程，即

$V_{r,\mathrm{pc}}^j=\mathrm{AX}+c\·{\mathrm{dt}}_r-c\·{\mathrm{dT}}^j+d_{r,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{pc}}$

$V_{r,\mathrm{lc}}^j=\mathrm{AX}+c\·{\mathrm{dt}}_r-c\·{\mathrm{dT}}^j+{\mathrm{\λB}}_r^j+d_{r,\mathrm{trop}}^j+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{nm}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{lc}}$

分别为流动站伪距和载波上的误差量；

步骤5：所有误差方程通过卫星钟差这个公共项联系在一起，一并进行PPP解算。

2.根据权利要求1所述，其特征在于：所有误差方程通过卫星钟差这个公共项联系在一起。

3.根据权利要求1所述，其特征在于：本发明的方法比流动站单站PPP解算无形中增加了大量可用的观测方程。

4.根据权利要求1所述，其特征在于：在求解位置参数的同时将卫星钟差一并解算，无需提供外部钟差产品。

5.根据权利要求1所述，其特征在于：非可模型化误差项φ_nm由于参考站与流动站距离靠的较近，也可认为是公共项一并进行估计。

6.根据权利要求1所述，其特征在于：本发明虽然采用的是非差的计算方式，却可以达到差分解算的效果。

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