CN111142142A - Rtk参考站切换的处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及定位技术领域，公开了一种RTK参考站切换的处理方法及其装置。该RTK参考站切换的处理方法，包括以下步骤：进行参考站切换检测，判断是否正发生参考站切换；将参考站切换后的参考站坐标电文与参考站切换后的参考站观测值电文进行一致性判断；根据参考站切换前的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，利用参考站切换前已经固定或者充分收敛的模糊度获取参考站切换后的流动站高精度坐标；利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度。在RTK参考站切换时，能够维持流动站高精度定位，并快速反解出参考站切换后新的模糊度信息。

Description

RTK参考站切换的处理方法及其装置

技术领域

本申请涉及定位技术领域，特别涉及一种RTK参考站切换的处理技术。

背景技术

无线通信和互联网技术的飞速发展以及日益增长的高精度动态导航定位需求，促进了传统RTK(Real Time Kinematic，实时动态定位)测量模式的变革，基于连续运行参考站网络的NRTK(Network Real Time Kinematic，网络实时动态定位)技术应运而生，可以满足大区域范围内厘米级、高可靠性的实时动态定位应用需求。

NRTK技术是指在一定区域内均匀布设多个连续运行参考站(ContinuouslyOperating Reference Station，简称CORS)，在区域内形成网状覆盖，并利用互联网通信链路，把CORS站的实时观测值传输到计算中心；根据各CORS站精确已知的坐标信息，计算中心组网并完成网络范围内电离层、对流层、轨道误差等误差的建模，并实时生成供流动站使用的差分改正信息，最后将该信息按照RTCM(Radio Technical Commission for Maritimeservices，国际海运事业无线电技术委员会)差分电文格式进行编码并通过无线通信链路传输给终端用户。终端用户在收到NRTK服务端播发的差分信息后，通过RTK定位技术消除或减弱大部分观测值误差，最终实现终端的高精度定位。

NRTK服务端生成的差分改正信息有不同的发布机制，其中应用最广泛的是虚拟参考站(Virtual Reference Station，简称VRS)技术。VRS技术的核心思想是根据建模好的误差模型内插出离用户真实位置较近的一个VRS的误差值，然后结合主参考站的实时观测值和精确坐标计算出该VRS的虚拟观测值，终端用户在收到该VRS虚拟观测值后用传统RTK技术即可无差别实现高精度定位。在大范围布设的CORS网络和NRTK服务中，为了用户能够实时快速获得并保持高精度定位结果，服务端选择的VRS将始终与用户保持在较小距离范围内，因此，汽车、飞机等大范围高速运动载体在行进途中将多次面临VRS切换。在VRS切换时，由于服务端主参考站切换等因素可能导致切换前后虚拟观测值载波相位模糊度发生变化，因此导致用户端在VRS切换前已经固定或者收敛充分的载波相位模糊度信息在切换后发生变化，不能直接使用；如果此时错误使用切换前的模糊度信息或者不能设法获取切换后的新载波相位模糊度信息，则用户在切换前的高精度定位结果不能保持，且需要一定的时间重新收敛和固定模糊度才能再次获得高精度定位结果，这是很多高精度应用场景难以容忍的。因此，RTK终端对NRTK服务VRS切换时的算法兼容以实现VRS无缝切换、高精度保持显得十分重要，这也是RTK技术在自动驾驶、无人机等场景中成熟应用的一个技术前提。

针对上述技术问题，现有技术方案通常是在VRS切换时，直接重置原有单差/双差载波相位模糊度信息，重新估计模糊度参数直至收敛和固定。在VRS切换时，直接重置原有单差/双差载波相位模糊度信息，重新估计模糊度参数，这样导致切换前已经固定或者充分收敛的模糊度信息没有被有效利用，且重新估计和固定模糊度需要一定时间，期间高精度定位无法保持，这是很多高精度应用所难以接受的。

因此，目前亟需一种在VRS切换时能够保持高精度定位的RTK参考站切换的处理技术。

发明内容

本申请的目的在于提供一种RTK参考站切换的处理方法及其装置，在RTK参考站切换时，能够维持流动站高精度定位，并快速反解出参考站切换后新的模糊度信息。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种RTK参考站切换的处理方法，包括以下步骤：

进行参考站切换检测，判断是否正发生参考站切换；

将参考站切换后的参考站坐标电文与参考站切换后的参考站观测值电文进行一致性判断；

根据参考站切换前的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，利用参考站切换前已经固定或者充分收敛的模糊度获取参考站切换后的流动站高精度坐标；

利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度。

本发明的实施方式还公开了一种RTK参考站切换的处理装置，包括：切换检测模块、参考站坐标与观测值一致性判断模块、流动站高精度坐标获取模块和反解模块；

所述切换检测模块，用于进行参考站切换检测，判断是否正发生参考站切换；

所述参考站坐标与观测值一致性判断模块，用于将参考站切换后的参考站坐标电文与参考站切换后的参考站观测值电文进行一致性判断；

所述流动站高精度坐标获取模块，用于根据参考站切换前的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，利用参考站切换前已经固定或者充分收敛的模糊度获取参考站切换后的流动站高精度坐标；

所述反解模块，用于利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在RTK参考站切换时，能够维持流动站高精度定位，并快速反解出参考站切换后新的模糊度信息。

根据参考站切换前后的参考站数据和流动站数据，利用切换前已经固定或者收敛充分的模糊度信息维持RTK流动站高精度位置计算，并快速反解出参考站切换后新的模糊度信息，以保持参考站切换前后RTK固定解或浮点解的连续性，省去或者极大缩短重新初始化时间。

RTK流动站根据接收到的参考站数据，准确判断参考站是否切换，以及切换后参考站数据是否异常。

本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1是根据本申请第一实施方式的一种RTK参考站切换的处理方法的流程示意图；

图2是根据本申请第一实施方式的一种NRTK服务VRS切换示意图；

图3是根据本申请第一实施方式的一种VRS切换检测流程示意图；

图4是根据本申请第一实施方式的一种VRS坐标与VRS观测值一致性校验流程示意图；

图5是根据本申请第一实施方式的一种VRS切换后流动站高精度位置获取与保持流程示意图；

图6是根据本申请第一实施方式的一种VRS切换后新双差模糊度的解算与使用流程示意图；

图7是根据本申请第二实施方式的一种RTK参考站切换的处理装置的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

首先，需要说明的是，在以下的描述中，

参考站、基准站和VRS具有相同的含义。

流动站、Rover和RTK终端具有相同的含义。

载波相位模糊度信息、相位模糊度信息、模糊度参数、模糊度信息和模糊度具有相同的含义。

坐标值与坐标的含义相同。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种RTK参考站切换的处理方法。图1是该RTK参考站切换的处理方法的流程示意图。

具体地说，如图1所示，该RTK参考站切换的处理方法，包括以下步骤：

在步骤101中，进行参考站切换检测，判断是否正发生参考站切换。

流动站用户只有在知道当前正发生VRS切换时才能够应用相应的切换处理策略，因此首先需要进行VRS切换检测。坐标电文在同一VRS服务范围内将一直重复播发，因此可根据坐标电文的内容是否发生变化来预判是否发生了VRS切换。

进一步地，具体地，步骤101中，包括以下子步骤：

将当前收到的参考站坐标电文中的站ID与上一次收到的参考站坐标电文中的站ID进行比较，

如果不同，则判断当前正发生参考站切换；

如果相同，则将当前收到的参考站坐标电文中的坐标值与上一次收到的参考站坐标电文中的坐标值进行比较，

如果不同，则判断当前正发生参考站切换；

如果相同，则判断当前未发生参考站切换。

也就是说，在步骤101中，RTK流动站根据接收到的参考站数据，准确判断参考站是否切换。

此后进入步骤102，将参考站切换后的参考站坐标电文与参考站切换后的参考站观测值电文进行一致性判断。

正常情况下，NRTK服务播发的VRS坐标电文和VRS观测值电文二者是匹配的，否则将造成流动站无法差分甚至出现严重定位异常。在VRS切换过程中，为了防止NRTK服务切换异常造成VRS坐标电文和VRS观测值电文不匹配，流动站需要对二者的一致性进行校验，以防止错误使用差分数据造成定位异常。

进一步地，具体地，步骤102中，包括以下子步骤：

将参考站切换后的参考站坐标电文中的站ID与参考站切换后的参考站观测值电文中的站ID进行比较，

如果不同，则判断当前参考站切换异常，参考站切换后的流动站差分数据不可用；

如果相同，则利用导航星历和参考站切换后的参考站观测值中的伪距观测值进行单点定位，并将获得的单点定位坐标与参考站切换后的参考站坐标电文中的坐标值进行比较，

如果不一致，则判断当前参考站切换异常，参考站切换后的流动站差分数据不可用；

如果一致，则判断当前参考站切换正常，参考站切换后的流动站差分数据可用。

需要说明的是，本申请各实施方式中所述的“一致”并不是指完全相同，只要二者的差值在较小的范围内，即认为二者一致。

也就是说，在步骤102中，RTK流动站根据接收到的参考站数据，判断参考站切换后，参考站数据是否异常。

此后进入步骤103，根据参考站切换前的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，利用参考站切换前已经固定或者充分收敛的模糊度获取参考站切换后的流动站高精度坐标。

需要说明的是，在本申请各实施方式中，所谓的“高精度”是指RTK固定解的精度达到或优于厘米级，或者RTK浮点解的精度达到或优于分米级。

在VRS切换后，如果直接重置切换前的单差/双差载波相位模糊度信息并重新估计模糊度参数，将导致模糊度重新收敛和固定期间无法获得高精度定位结果，因此首先需要充分利用VRS切换前已经固定或者充分收敛的模糊度信息来保持高精度定位。

进一步地，具体地，步骤103中，包括以下子步骤：

利用参考站切换前的参考站坐标、参考站切换前的参考站观测值和参考站切换后的流动站观测值进行周跳探测，根据周跳探测结果来更新参考站切换前的模糊度的有效性；

将更新为有效的模糊度个数进行统计，

如果个数小于第一阈值，则无法获取参考站切换后的流动站高精度坐标；

如果个数不小于第一阈值，则利用参考站切换前的参考站坐标、参考站切换前的参考站观测值和参考站切换后的流动站观测值，结合导航星历以及有效的模糊度一起组建差分观测方程，并采用加权最小二乘方法估计参考站切换后的流动站高精度坐标；以及

对最小二乘估计结果进行验后残差检验，如果残差大于第二阈值，则获取参考站切换后的流动站高精度坐标失败；如果残差不大于第二阈值，则成功获取参考站切换后的流动站高精度坐标。

也就是说，在步骤103中，需要充分利用VRS切换前已经固定或者充分收敛的模糊度信息，来获取参考站切换后的流动站高精度坐标，保持流动站的高精度定位。

此后进入步骤104，利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度。

在VRS切换后，如果获得了流动站的高精度定位结果，则可以利用该定位结果快速反解出新的模糊度信息。

进一步地，具体地，步骤104中，包括以下子步骤：

根据参考站切换后的参考站坐标、参考站切换后的参考站载波观测值和导航星历计算出参考站切换后的参考站非差残差；

根据所获取的流动站高精度坐标、参考站切换后的流动站载波观测值和导航星历计算出参考站切换后的流动站非差残差；

将参考站切换后的参考站非差残差与参考站切换后的流动站非差残差作站间、卫星间差分，得到参考站切换后的模糊度。

也就是说，在步骤104中，在VRS切换后，利用所获取的流动站的高精度定位坐标，反解出参考站切换后新的模糊度。

更进一步地，具体在，该RTK参考站切换的处理方法，在步骤104之后，还包括以下步骤：结合所获取的流动站高精度坐标的解类型，对参考站切换后的模糊度进行不同方式的利用：

如果所获取的流动站高精度坐标由模糊度浮点解得到，则参考站切换后的模糊度也保持浮点类型，后续用于对待估模糊度作松约束；如果所获取的流动站高精度坐标由模糊度固定解得到，则对参考站切换后的模糊度进行整数特性判断，如果整数特性不好，则参考站切换后的模糊度保持浮点类型，后续用于对待估模糊度作松约束；如果整数特性好，则对参考站切换后的模糊度进行取整固定，后续直接用于求取坐标固定解，或者用于对待估模糊度作紧约束。

此后结束本流程。

为便于理解，下面将详细介绍本实施方式的一个优选实施例。

在NRTK服务中，一个VRS可以满足周围一定距离范围内流动站用户的使用需求，但超过一定距离后则需要进行VRS的切换。图2为NRTK服务VRS切换示意图，其中一个VRS可以提供有效服务的范围用方形表示，VRS位于方形几何中心；图中Track弧线为流动站移动轨迹，移动方向为弧线箭头所示，流动站移动过程中穿越了图中的VRS1和VRS2两个虚拟格网点，Track上A、B点分别为流动站进入VRS1格网的第一个历元和最后一个历元，C、D点分别为流动站进入VRS2格网的第一个和最后一个历元，因此，B到C的移动即为一次典型的VRS切换过程。Switch表示“切换”。

1.VRS切换检测

流动站用户只有在知道当前正发生VRS切换时才能够应用相应的切换处理策略，因此首先需要预先进行VRS切换的检测。图2中，流动站用户在VRS1格网中的A点移动到B点过程中一直接收到VRS1坐标电文以及VRS1观测值电文，在VRS2格网中的C点移动到D点过程中一直接收到VRS2坐标电文以及VRS2观测值电文，其中，坐标电文在同一虚拟点服务范围内将一直重复播发，因此可根据坐标电文的内容是否发生变化来预判是否发生了VRS切换。检测流程如图3所示，具体步骤如下：

(1)将当前新接收到的VRS坐标电文Staid(站ID)与上一次收到的VRS坐标电文Staid进行一致性判定，如果两个Staid不相同，则判定当前VRS正发生切换，检测流程结束；如果两个Staid相同，则转入下一步骤(2)继续检测。

(2)进一步将新、旧VRS坐标电文中的坐标值进行一致性判定，如果两组坐标不相同，则判定当前VRS正发生切换，检测流程结束；如果两组坐标相同，则判定当前VRS未发生切换，检测流程结束。

2.VRS坐标与VRS观测值一致性校验

正常情况下，NRTK服务播发的VRS坐标电文和VRS观测值电文二者是匹配的，否则将造成流动站无法差分甚至出现严重定位异常。在VRS切换过程中，为了防止NRTK服务切换异常造成VRS坐标电文和VRS观测值电文不匹配，流动站需要对二者的一致性进行校验，以防止错误使用差分数据造成定位异常。如图2，设当前为VRS切换后的第一个历元C，当前流动站收到的差分数据为VRS2坐标电文和VRS2观测值电文，则对VRS2坐标和VRS2观测值进行一致性校验的流程如图4所示，具体步骤如下：

(1)将VRS2坐标电文的Staid与VRS2观测值电文的Staid进行一致性判定，如果两个Staid不相同，则判定当前VRS切换异常，校验流程结束；如果两个Staid相同，则转入下一步骤(2)继续校验。

(2)利用导航星历以及VRS2观测值中的伪距观测值进行单点定位，将获得的单点定位坐标与VRS2坐标电文中的坐标值进行一致性判定，如果两组坐标不一致，则判定当前VRS切换异常，差分数据不可用，校验流程结束；如果两组坐标一致，则判定当前VRS切换正常，差分数据可用，校验流程结束。

3.VRS切换后流动站高精度位置获取与保持

在VRS切换后，如果直接重置切换前的单差/双差载波相位模糊度信息并重新估计模糊度参数，将导致模糊度重新收敛和固定期间无法获得高精度定位结果，因此首先需要充分利用VRS切换前已经固定或者充分收敛的模糊度信息来保持高精度定位。在图2中，设流动站从B到C点为一次正常的VRS切换，流动站在B处得到了高精度差分定位结果(模糊度固定解或者收敛充分的模糊度浮点解)，且存有已固定或者收敛充分的双差模糊度信息；即流动站在B处接收到的差分数据为VRS1坐标、VRS1观测值，流动站在C处的载波观测值为Rover2载波观测值。其中，Rover表示RTK终端/流动站。图5描述了利用以上已知信息来求取C处高精度差分定位结果的流程，具体步骤如下：

(1)利用VRS1坐标、VRS1载波观测值、Rover2载波观测值等已知信息进行周跳探测，根据周跳探测结果来更新切换前双差模糊度信息的有效性(当某颗卫星发生周跳时，其对应的双差模糊度信息失效，无法用于切换后的高精度位置求取)。

(2)双差模糊度有效性更新后，对剩下的有效双差模糊度个数进行判定，如果个数小于阈值N，则无法获取流动站高精位置，流程结束；如果个数达到阈值N，则继续步骤(3)。

(3)利用VRS1坐标、VRS1载波观测值、Rover2载波观测值，结合导航星历以及剩余的有效双差模糊度一起组建双差观测方程，采用加权最小二乘估计切换后的流动站高精度坐标。

(4)对步骤(3)中最小二乘估计结果进行验后残差检验，如果残差超限不通过，则获取流动站高精位置失败，流程结束；如果残差检验通过，则流动站成功获得高精度定位结果。

4.VRS切换后新双差模糊度解算与使用

在VRS切换后，如果获得了高精度定位结果，则可以利用该结果快速反解出新的双差模糊度信息。图2中，设VRS切换后的第一个历元C按照图5流程成功获得了高精度位置，记为Rover2坐标；同时历元C也接收到了基于VRS2的新差分数据，记为VRS2坐标、VRS2载波观测值。图6描述了利用以上已知信息反解出新双差模糊度以及使用新双差模糊度的方式，具体步骤如下：

(1)根据VRS2坐标、VRS2载波观测值、导航星历计算出基准站VRS2非差残差(含非差模糊度)；根据Rover2坐标、Rover2载波观测值、导航星历计算出流动站Rover2非差残差(含非差模糊度)。

(2)将步骤(1)中的VRS2非差残差与Rover2非差残差作站间(指参考站和流动站间)、卫星间双差，在忽略微小残余误差的情况下，得到新的双差模糊度。

(3)结合Rover2坐标的解类型，对步骤(2)中得到的新双差模糊度进行不同方式的利用。如果Rover2由模糊度浮点解得到，则所有新双差模糊度也保持浮点类型，后续可用于对待估双差模糊度作松约束；如果Rover2由模糊度固定解得到，则转入步骤(4)。

(4)对新双差模糊度进行整数特性判断，如果整数特性不好，则该双差模糊度保持浮点类型，后续可用于对待估双差模糊度作松约束；如果整数特性好，则对该双差模糊度进行取整固定，后续可直接用于求取坐标固定解，也可用于对待估双差模糊度作紧约束。

也就是说，本申请技术方案包括以下两个方面：

(1)由于参考站差分数据在一定的龄期内可以重复使用，因此根据VRS切换前的差分数据(VRS坐标和虚拟观测值，下同)和切换后的流动站观测值，利用原本已经固定或充分收敛的模糊度信息快速计算出流动站当前的高精度坐标，以使得VRS切换后流动站高精度定位效果得以保持。

(2)利用VRS切换后的参考站差分数据和流动站观测值，结合(1)中解得的流动站高精度坐标，快速反解出VRS切换后准确的双差载波相位模糊度信息，省去模糊度固定或者再次收敛的时间。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable ArrayLogic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第二实施方式涉及一种RTK参考站切换的处理装置。图7是该RTK参考站切换的处理装置的结构示意图。

具体地说，如图7所示，该RTK参考站切换的处理装置，包括：切换检测模块、参考站坐标与观测值一致性判断模块、流动站高精度坐标获取模块和反解模块；

切换检测模块，用于进行参考站切换检测，判断是否正发生参考站切换。

进一步地，具体地，切换检测模块包括：第一检测子模块和第二检测子模块；

第一检测子模块，用于将当前收到的参考站坐标电文中的站ID与上一次收到的参考站坐标电文中的站ID进行比较，

如果第一检测子模块的比较结果不同，则判断当前正发生参考站切换；

如果第一检测子模块的比较结果相同，则进一步通过第二检测子模块，将当前收到的参考站坐标电文中的坐标值与上一次收到的参考站坐标电文中的坐标值进行比较，

如果第二检测子模块的比较结果不同，则判断当前正发生参考站切换；

如果第二检测子模块的比较结果相同，则判断当前未发生参考站切换。

参考站坐标与观测值一致性判断模块，用于将参考站切换后的参考站坐标电文与参考站切换后的参考站观测值电文进行一致性判断。

进一步地，具体地，参考站坐标与观测值一致性判断模块包括：第一判断子模块和第二判断子模块；

第一判断子模块，用于将参考站切换后的参考站坐标电文中的站ID与参考站切换后的参考站观测值电文中的站ID进行比较，

如果第一判断子模块的比较结果不同，则判断当前参考站切换异常，参考站切换后的流动站差分数据不可用；

如果第一判断子模块的比较结果相同，则进一步通过第二判断子模块，利用导航星历和参考站切换后的参考站观测值中的伪距观测值进行单点定位，并将获得的单点定位坐标与参考站切换后的参考站坐标电文中的坐标值进行比较，

如果第二判断子模块的比较结果不一致，则判断当前参考站切换异常，参考站切换后的流动站差分数据不可用；

如果第二判断子模块的比较结果一致，则判断当前参考站切换正常，参考站切换后的流动站差分数据可用。

流动站高精度坐标获取模块，用于根据参考站切换前的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，利用参考站切换前已经固定或者充分收敛的模糊度获取参考站切换后的流动站高精度坐标。

进一步地，具体地，流动站高精度坐标获取模块包括：

周跳探测子模块，用于利用参考站切换前的参考站坐标、参考站切换前的参考站观测值和参考站切换后的流动站观测值进行周跳探测，根据周跳探测结果来更新参考站切换前的模糊度的有效性；

个数统计子模块，用于将周跳探测子模块更新为有效的模糊度个数进行统计；

估计子模块，用于在个数统计子模块统计的有效的模糊度个数不小于第一阈值的情况下，利用参考站切换前的参考站坐标、参考站切换前的参考站观测值和参考站切换后的流动站观测值，结合导航星历以及有效的模糊度一起组建差分观测方程，并采用加权最小二乘方法估计参考站切换后的流动站高精度坐标；

验后残差检验子模块，用于对估计子模块的最小二乘估计结果进行验后残差检验，如果残差大于第二阈值，则获取参考站切换后的流动站高精度坐标失败；如果残差不大于第二阈值，则成功获取参考站切换后的流动站高精度坐标。

反解模块，用于利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度。

进一步地，具体地，反解模块包括：

参考站非差残差计算子模块，用于根据参考站切换后的参考站坐标、参考站切换后的参考站载波观测值和导航星历计算出参考站切换后的参考站非差残差；

流动站非差残差计算子模块，用于根据所获取的流动站高精度坐标、参考站切换后的流动站载波观测值和导航星历计算出参考站切换后的流动站非差残差；

差分子模块，用于将参考站非差残差计算子模块计算出的参考站切换后的参考站非差残差与流动站非差残差计算子模块计算出的流动站非差残差作站间、卫星间差分，得到参考站切换后的模糊度。

综上所述，RTK流动站根据接收到的参考站数据，准确判断参考站是否切换，以及切换后参考站数据是否异常。进一步地，RTK流动站根据参考站切换前后的参考站数据和流动站数据，利用切换前已经固定或者收敛充分的模糊度信息维持高精度位置计算，并快速反解出参考站切换后新的模糊度信息，以保持参考站切换前后RTK固定解或浮点解的连续性，省去或者极大缩短重新初始化时间。

本实施方式是与第一实施方式相对应的装置实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

需要说明的是，本发明各实施方式中提到的各模块都是逻辑模块，在物理上，一个逻辑模块可以是一个物理模块，也可以是一个物理模块的一部分，还可以以多个物理模块的组合实现，这些逻辑模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑模块所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的模块。

需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本申请的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种RTK参考站切换的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

进行参考站切换检测，判断是否正发生参考站切换；

将参考站切换后的参考站坐标电文与参考站切换后的参考站观测值电文进行一致性判断；

根据参考站切换前的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，利用参考站切换前已经固定或者充分收敛的模糊度获取参考站切换后的流动站高精度坐标；

利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度。

2.如权利要求1所述的RTK参考站切换的处理方法，其特征在于，所述进行参考站切换检测，判断是否正发生参考站切换的步骤中，包括以下子步骤：

将当前收到的参考站坐标电文中的站ID与上一次收到的参考站坐标电文中的站ID进行比较，

如果不同，则判断当前正发生参考站切换；

如果相同，则将当前收到的参考站坐标电文中的坐标值与上一次收到的参考站坐标电文中的坐标值进行比较，

如果不同，则判断当前正发生参考站切换；

如果相同，则判断当前未发生参考站切换。

3.如权利要求1所述的RTK参考站切换的处理方法，其特征在于，所述将参考站切换后的参考站坐标电文与参考站切换后的参考站观测值电文进行一致性判断的步骤中，包括以下子步骤：

将参考站切换后的参考站坐标电文中的站ID与参考站切换后的参考站观测值电文中的站ID进行比较，

如果不同，则判断当前参考站切换异常，参考站切换后的流动站差分数据不可用；

如果相同，则利用导航星历和参考站切换后的参考站观测值中的伪距观测值进行单点定位，并将获得的单点定位坐标与参考站切换后的参考站坐标电文中的坐标值进行比较，

如果不一致，则判断当前参考站切换异常，参考站切换后的流动站差分数据不可用；

如果一致，则判断当前参考站切换正常，参考站切换后的流动站差分数据可用。

4.如权利要求1所述的RTK参考站切换的处理方法，其特征在于，所述根据参考站切换前的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，利用参考站切换前已经固定或者充分收敛的模糊度获取参考站切换后的流动站高精度坐标的步骤中，包括以下子步骤：

利用参考站切换前的参考站坐标、参考站切换前的参考站观测值和参考站切换后的流动站观测值进行周跳探测，根据周跳探测结果来更新参考站切换前的模糊度的有效性；

将更新为有效的模糊度个数进行统计，

如果个数小于第一阈值，则无法获取参考站切换后的流动站高精度坐标；

如果个数不小于第一阈值，则利用参考站切换前的参考站坐标、参考站切换前的参考站观测值和参考站切换后的流动站观测值，结合导航星历以及有效的模糊度一起组建差分观测方程，并采用加权最小二乘方法估计参考站切换后的流动站高精度坐标；以及

对最小二乘估计结果进行验后残差检验，如果残差大于第二阈值，则获取参考站切换后的流动站高精度坐标失败；如果残差不大于第二阈值，则成功获取参考站切换后的流动站高精度坐标。

5.如权利要求1所述的RTK参考站切换的处理方法，其特征在于，所述利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度的步骤中，包括以下子步骤：

根据参考站切换后的参考站坐标、参考站切换后的参考站载波观测值和导航星历计算出参考站切换后的参考站非差残差；

根据所获取的流动站高精度坐标、参考站切换后的流动站载波观测值和导航星历计算出参考站切换后的流动站非差残差；

将参考站切换后的参考站非差残差与参考站切换后的流动站非差残差作站间、卫星间差分，得到参考站切换后的模糊度。

6.如权利要求1所述的RTK参考站切换的处理方法，其特征在于，所述利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度的步骤之后，还包括以下步骤：

结合所获取的流动站高精度坐标的解类型，对参考站切换后的模糊度进行不同方式的利用：

如果所获取的流动站高精度坐标由模糊度浮点解得到，则参考站切换后的模糊度也保持浮点类型，后续用于对待估模糊度作松约束；如果所获取的流动站高精度坐标由模糊度固定解得到，则对参考站切换后的模糊度进行整数特性判断，如果整数特性不好，则参考站切换后的模糊度保持浮点类型，后续用于对待估模糊度作松约束；如果整数特性好，则对参考站切换后的模糊度进行取整固定，后续直接用于求取坐标固定解，或者用于对待估模糊度作紧约束。

7.一种RTK参考站切换的处理装置，其特征在于，包括：切换检测模块、参考站坐标与观测值一致性判断模块、流动站高精度坐标获取模块和反解模块；

所述切换检测模块，用于进行参考站切换检测，判断是否正发生参考站切换；

所述参考站坐标与观测值一致性判断模块，用于将参考站切换后的参考站坐标电文与参考站切换后的参考站观测值电文进行一致性判断；

所述流动站高精度坐标获取模块，用于根据参考站切换前的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，利用参考站切换前已经固定或者充分收敛的模糊度获取参考站切换后的流动站高精度坐标；

所述反解模块，用于利用参考站切换后的参考站差分数据和参考站切换后的流动站观测值，结合所获取的流动站高精度坐标，反解出参考站切换后的模糊度。

8.如权利要求7所述的RTK参考站切换的处理装置，其特征在于，所述切换检测模块包括：第一检测子模块和第二检测子模块；

所述第一检测子模块，用于将当前收到的参考站坐标电文中的站ID与上一次收到的参考站坐标电文中的站ID进行比较，

如果所述第一检测子模块的比较结果不同，则判断当前正发生参考站切换；

如果所述第一检测子模块的比较结果相同，则进一步通过所述第二检测子模块，将当前收到的参考站坐标电文中的坐标值与上一次收到的参考站坐标电文中的坐标值进行比较；

如果所述第二检测子模块的比较结果不同，则判断当前正发生参考站切换；

如果所述第二检测子模块的比较结果相同，则判断当前未发生参考站切换；

所述参考站坐标与观测值一致性判断模块包括：第一判断子模块和第二判断子模块；

所述第一判断子模块，用于将参考站切换后的参考站坐标电文中的站ID与参考站切换后的参考站观测值电文中的站ID进行比较，

如果所述第一判断子模块的比较结果不同，则判断当前参考站切换异常，参考站切换后的流动站差分数据不可用；

如果所述第一判断子模块的比较结果相同，则进一步通过所述第二判断子模块，利用导航星历和参考站切换后的参考站观测值中的伪距观测值进行单点定位，并将获得的单点定位坐标与参考站切换后的参考站坐标电文中的坐标值进行比较，

如果所述第二判断子模块的比较结果不一致，则判断当前参考站切换异常，参考站切换后的流动站差分数据不可用；

如果所述第二判断子模块的比较结果一致，则判断当前参考站切换正常，参考站切换后的流动站差分数据可用。

9.如权利要求7所述的RTK参考站切换的处理装置，其特征在于，所述流动站高精度坐标获取模块包括：

周跳探测子模块，用于利用参考站切换前的参考站坐标、参考站切换前的参考站观测值和参考站切换后的流动站观测值进行周跳探测，根据周跳探测结果来更新参考站切换前的模糊度的有效性；

个数统计子模块，用于将所述周跳探测子模块更新为有效的模糊度个数进行统计；

估计子模块，用于在所述个数统计子模块统计的有效的模糊度个数不小于第一阈值的情况下，利用参考站切换前的参考站坐标、参考站切换前的参考站观测值和参考站切换后的流动站观测值，结合导航星历以及有效的模糊度一起组建差分观测方程，并采用加权最小二乘方法估计参考站切换后的流动站高精度坐标；

验后残差检验子模块，用于对所述估计子模块的最小二乘估计结果进行验后残差检验，如果残差大于第二阈值，则获取参考站切换后的流动站高精度坐标失败；如果残差不大于第二阈值，则成功获取参考站切换后的流动站高精度坐标。

10.如权利要求7所述的RTK参考站切换的处理装置，其特征在于，所述反解模块包括：

参考站非差残差计算子模块，用于根据参考站切换后的参考站坐标、参考站切换后的参考站载波观测值和导航星历计算出参考站切换后的参考站非差残差；

流动站非差残差计算子模块，用于根据所获取的流动站高精度坐标、参考站切换后的流动站载波观测值和导航星历计算出参考站切换后的流动站非差残差；

差分子模块，用于将所述参考站非差残差计算子模块计算出的参考站切换后的参考站非差残差与所述流动站非差残差计算子模块计算出的流动站非差残差作站间、卫星间差分，得到参考站切换后的模糊度。

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