CN112462397B - 一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法及系统，包括全星座北斗观测数据获取、检核与数据预处理；BDS‑2和BDS‑3系统内超宽巷及宽巷模糊度解算，包括通过选择观测值线性组合，直接取整确定各自系统的超宽巷模糊度；再联合两个系统的观测方程共同求解各自系统的宽巷模糊度，以支持系统间差分的统一模糊度解算；基于BDS‑2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算，包括通过引入BDS‑2参考卫星与BDS‑3参考卫星间的模糊度参数，将系统间差分的宽巷模糊度用整数恢复后的系统内差分模糊度表示；联立系统间差分的宽巷及原始频率的载波相位观测方程，统一解算基于BDS‑2参考卫星的全星座北斗B1I模糊度；动态基准站与流动站间实时相对位置确定。

Description

一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法及系统
技术领域
本发明涉及高精度卫星导航定位数据处理技术，尤其涉及一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法及系统。
背景技术
北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)提供了5个公开服务的信号来支持导航定位服务。其中，BDS-2提供了三个频段的公开服务信号，即B1I(1561.098MHz)、B2I(1207.140MHz)和B3I(1268.520MHz)；BDS-3在BDS-2的基础上，增加了性能更好的信号B1C(1575.420MHz)，同时将B2I信号升级成性能更优的B2a(1176.450MHz)。虽然BDS-3已于2020年7月31日建成并正式提供全球定位服务，但BDS-2与BDS-3仍将同时运行5年左右。待BDS-2卫星使用寿命结束，才将逐步过渡到单BDS-3系统。因此，在这个时间段内BDS-2与BDS-3将同时提供导航定位服务。
北斗卫星导航系统提供了多个频段的导航信号来提高定位服务的精度，但是由于BDS-2和BDS-3的信号频率并不完全重合，频率数也不一致，可以将BDS-2和BDS-3看作是两个具有相同时空基准但采用不同频率信号体制的卫星系统。因此在使用BDS进行定位时，需要考虑BDS-2和BDS-3各频段观测数据的融合问题。若采用非组合模式利用所有相位观测数据进行定位解算，则会面临高维模糊度解算带来的沉重计算负担、模糊度搜索效率急剧下降、模糊度确认困难等棘手问题。因此，基于观测值的线性组合模式，探索BDS-2和BDS-3之间高效可靠的融合定位算法，在充分利用观测数据、提高卫星的可用性和定位解算的性能等方面具有重要意义。
两个系统融合定位问题，可以理解为两个系统的观测数据在定位过程中如何一起使用的问题。BDS-2和BDS-3的融合定位问题可看作三频系统的融合定位问题，由于BDS-2和BDS-3具有两个相同的频段B1I和B3I，因此可以通过使用两个系统的B1I-B3I宽巷观测值进行融合定位。在目前的北斗定位方法中，参与位置解算的频段较少，对北斗观测数据的利用率较低，单频或双频情况下模糊度解算的可靠性不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法，包括以下步骤：
1)全星座北斗观测数据获取、检核与数据预处理；
2)BDS-2和BDS-3系统内超宽巷及宽巷模糊度解算，包括基于BDS-2三频信号及BDS-3四频信号的特点和差异，通过选择合适的观测值线性组合，直接取整确定各自系统的超宽巷模糊度；再联合两个系统的观测方程共同求解各自系统的宽巷模糊度，以支持系统间差分的统一模糊度解算；
3)基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算，包括基于BDS-2三频信号及BDS-3四频信号的特点和差异，根据波长、电离层和噪声因素的综合影响选择合适的观测值线性组合，直接取整确定各自系统的超宽巷模糊度；再联合两个系统的观测方程共同求解各自系统的宽巷模糊度，以支持后续系统间差分的统一模糊度解算；
4)动态基准站与流动站间实时相对位置确定。
而且，步骤1)中观测数据检核实现方式为，判断全星座所有卫星对应各频段的数据是否完整，剔除频段数据不完整的卫星。
而且，步骤1)中数据预处理实现方式为，对通过检核后的观测数据进行粗差探测，然后计算动态基准站和流动站的标准单点定位坐标，最后组建动态基准站和流动站间的站间单差观测值并存储。
而且，步骤2)中超宽巷及宽巷模糊度解算实现方式如下，
2.1)BDS-2及BDS-3系统内各自选取参考卫星p2和p3，构建各系统内原始频率的双差伪距及相位观测值并存储；
2.2)分别确定BDS-2、BDS-3系统的超宽巷模糊度，实现如下，
对于BDS-2，计算B3I与B2I的双差超宽巷模糊度
Figure BDA0002769678470000025
对于BDS-3，分别计算B1C与B1I、B3I与B2a的双差超宽巷模糊度
Figure BDA0002769678470000026
以上各双差超宽巷模糊度通过观测值的线性组合直接取整得到，计算表达式为：
Figure BDA0002769678470000021
式中，
Figure BDA0002769678470000022
为双差超宽巷整周模糊度，fm、fn分别表示所选频段m和n对应的频率且满足fm>fn，
Figure BDA0002769678470000023
及
Figure BDA0002769678470000024
分别表示频段m和n的以米为单位的双差伪距及载波相位观测值；λω表示超宽巷载波相位的波长且λω＝c/(fm-fn)，[]为四舍五入取整符号；
2.3)分别确定BDS-2、BDS-3系统的宽巷模糊度，实现如下，
分别对BDS-2和BDS-3系统利用整数最小二乘解算各自的B1I-B3I双差宽巷模糊度，求解双差宽巷模糊度的误差方程为：
Figure BDA0002769678470000031
式中，v′EWL为超宽巷模糊度恢复后的双差超宽巷相位观测值残差向量，vWL为双差宽巷相位观测值的残差向量，B为卫星到接收机的方向余弦矩阵，I为单位矩阵，λWL为双差宽巷观测值的波长，δX为流动站的坐标改正数，
Figure BDA0002769678470000032
为双差宽巷模糊度，l′EWL为超宽巷模糊度恢复后的双差超宽巷相位观测值的改正数向量，lWL为双差宽巷相位观测值的改正数向量。
而且，步骤3)中基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算实现方式如下，3.1)以p2为参考卫星，重新组建所有BDS-3卫星的双差宽巷及B1I观测值；
3.2)额外引入BDS-3参考卫星p3相对BDS-2参考卫星p2的双差宽巷模糊度参数，使用BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷观测值、以p2为参考卫星的BDS-3的双差宽巷观测值和全星座双差B1I观测值构建误差方程：
Figure BDA0002769678470000033
式中，
Figure BDA0002769678470000034
为BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷相位观测残差，
Figure BDA0002769678470000035
为所有BDS-3卫星与BDS-2参考卫星p2组成的双差宽巷相位观测残差，v1为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差相位观测残差；λ1为B1I信号的波长，
Figure BDA0002769678470000036
为BDS-3参考卫星p3与BDS-2参考卫星p2之间的双差宽巷模糊度，
Figure BDA0002769678470000037
为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差整周模糊度；
Figure BDA0002769678470000038
为BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷相位观测值的改正数，
Figure BDA0002769678470000039
为所有BDS-3卫星与BDS-2参考卫星p2组成的双差宽巷相位观测值的改正数，l1为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差相位观测值的改正数，其余符号同前；
该误差方程中，各BDS-3卫星相对p2的双差宽巷模糊度用下式进行变换：
Figure BDA00027696784700000310
式中
Figure BDA00027696784700000311
为2.3)中确定的各BDS-3卫星的宽巷模糊度；
3.3)利用整数最小二乘确定3.2)误差方程中p3相对于p2的双差宽巷模糊度
Figure BDA00027696784700000312
及全星座所有非参考卫星原始频率的双差模糊度
Figure BDA0002769678470000041
而且，步骤4)中动态基准站与流动站间实时相对位置确定实现方式如下，
4.1)使用模糊度固定后的B1I双差相位观测值通过最小二乘法进行基线解算；
4.2)根据基线解算结果输出流动站相对动态基准站的位置。
本发明还提供一种全星座多频北斗数据的实时动动定位系统，用于实现如上所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
而且，包括以下模块，
第一模块，用于全星座北斗观测数据获取、检核与数据预处理；
第二模块，用于BDS-2和BDS-3系统内超宽巷及宽巷模糊度解算，包括基于BDS-2三频信号及BDS-3四频信号的特点和差异，根据波长、电离层和噪声因素的综合影响选择合适的观测值线性组合，直接取整确定各自系统的超宽巷模糊度；再联合两个系统的观测方程共同求解各自系统的宽巷模糊度，以支持后续系统间差分的统一模糊度解算；
第三模块，用于基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算，包括通过引入BDS-2参考卫星与BDS-3参考卫星间的模糊度参数，将系统间差分的宽巷模糊度用整数恢复后的系统内差分模糊度表示；联立系统间差分的宽巷及原始频率的载波相位观测方程，统一解算基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I模糊度；
第四模块，用于动态基准站与流动站间实时相对位置确定。
或者，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如上所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
或者，包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如上所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
本发明产生的有益效果是：
1.本发明方法在单BDS-2系统三频定位方法的基础上，增加了BDS-3卫星的全频段数据。通过北斗全星座的数据融合定位，增加了数据的利用率和观测值的冗余度，提高了模糊度解算的可靠性及实时定位的精度；
2.本发明方法在BDS-2与BDS-3系统B1I/B3I双频融合定位方法的基础上，增加了BDS-2的B2I及BDS-3的B1C及B2a频率的观测数据。通过北斗全频段的数据融合定位，增加了数据的利用率和观测值的冗余度，提高了模糊度解算的可靠性及实时定位的精度。
附图说明
图1是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开了一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法，本发明方法针对全星座北斗二号(BDS-2)B1I/B2I/B3I三频及北斗三号(BDS-3)B1I/B1C/B2a/B3I四频数据，在完成所有卫星各频点数据完整性检核的基础上，首先分别在BDS-2和BDS-3系统内组双差观测值并确定各自的超宽巷及宽巷模糊度，然后以BDS-2参考卫星重新组建双差宽巷及B1I观测值，额外引入BDS-3参考卫星相对BDS-2参考卫星的宽巷模糊度参数，重新构建相对BDS-2参考卫星的宽巷及B1I误差方程，利用整数最小二乘解算各模糊度参数，最后利用固定的B1I模糊度进行基线解算，获得流动站相对动态基准站的位置。该发明方法在单BDS-2三频定位方法的基础上，增加了BDS-3卫星的全频段数据；在BDS-2和BDS-3的B1I/B3I双频融合定位方法的基础上，增加了其他频点的观测数据。通过北斗全星座全频段的数据融合定位，增加了数据的利用率和观测值的冗余度，提高了模糊度解算的可靠性及实时定位的精度。
如图1所示，本发明实施例提供一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法，包括以下步骤：
1)全星座北斗观测数据获取、检核与数据预处理：
第一步，观测数据获取。
1.1获取动态基准站和流动站的全星座北斗观测数据。
第二步，观测数据检核。观测数据检核实现方式为，判断全星座所有卫星对应各频段的数据是否完整，剔除频段数据不完整的卫星。实施例中，则有：
2.1对于BDS-2卫星，判断B1I、B2I和B3I频段的伪距及载波相位观测数据是否完整。若不完整，则剔除这颗卫星。
2.2对于BDS-3卫星，判断B1I、B3I、B2a和B1C频段的伪距及载波相位观测数据是否完整。若不完整，则剔除这颗卫星。
第三步，数据预处理。
3.1对通过检核后的观测数据进行粗差探测。
3.2计算动态基准站和流动站的标准单点定位坐标。
3.3选取动态基准站和流动站的北斗共视卫星，对其观测值作差。对全星座北斗卫星组建动态基准站和流动站间的站间单差观测值并存储。
具体实施时，粗差探测、计算单点定位坐标等可采用现有技术实现，本发明不予赘述。
2)BDS-2和BDS-3系统内超宽巷及宽巷模糊度解算：包括基于BDS-2三频信号及BDS-3四频信号的特点和差异，根据波长、电离层和噪声因素的综合影响选择合适的观测值线性组合，直接取整确定各自系统的超宽巷模糊度；再联合两个系统的观测方程共同求解各自系统的宽巷模糊度，以支持后续系统间差分的统一模糊度解算。
进一步地，综合波长、电离层和噪声因素选择合适的观测值线性组合时，优选建议为：按照长波长>低电离层>低噪声的优先级综合选择若干组合。
第四步，组建双差观测值。
4.1在BDS-2中，选择高度角最高的卫星p2为参考卫星，构建BDS-2中其余卫星相对p2的B1I、B2I及B3I双差伪距和载波相位观测值并存储。
4.2在BDS-3中，选择高度角最高的卫星p3为参考卫星，构建BDS-3中其余卫星相对p3的B1I、B3I、B2a及B1C双差伪距和载波相位观测值并存储。
第五步，解算超宽巷模糊度。
5.1在BDS-2中，计算B3I与B2I的双差超宽巷模糊度
Figure BDA00027696784700000613
计算表达式为
Figure BDA0002769678470000061
式中，
Figure BDA0002769678470000062
为双差超宽巷整周模糊度，fB3I和fB2I分别表示B3I与B2I信号的频率，
Figure BDA0002769678470000063
及
Figure BDA0002769678470000064
分别表示B3I与B2I信号以米为单位的双差伪距及载波相位观测值。λB3I-B2I＝c/(fB3I-fB2I)表示超宽巷载波相位的波长，[]为四舍五入取整符号。
5.2在BDS-3中，分别计算B1C与B1I及B3I与B2a的双差超宽巷模糊度
Figure BDA0002769678470000065
Figure BDA0002769678470000066
双差超宽巷模糊度通过观测值的线性组合取整得到，计算表达式分别为：
Figure BDA0002769678470000067
Figure BDA0002769678470000068
式中，
Figure BDA0002769678470000069
及
Figure BDA00027696784700000610
分别为双差超宽巷整周模糊度，fB1C、fB1I及fB2a分别表示B1C、B1I及B2a信号的频率，
Figure BDA00027696784700000611
及
Figure BDA00027696784700000612
分别表示B1C、B1I及B2a信号以米为单位的双差伪距及载波相位观测值。λB1C-B1I＝c/(fB1C-fB1I)及λB3I-B2a＝c/(fB3I-fB2a)分别表示对应超宽巷载波相位的波长，[]为四舍五入取整符号。
第六步，解算宽巷模糊度。
6.1分别使用BDS-2和BDS-3中各自超宽巷模糊度恢复后的双差超宽巷观测值和各自的B1I-B3I双差宽巷观测值构建误差方程为：
Figure BDA0002769678470000071
式中，v′EWL为超宽巷模糊度恢复后的双差超宽巷相位观测值残差向量，vWL为双差宽巷载波相位观测值的残差向量，为卫星到接收机的方向余弦矩阵，对第i颗卫星有
Figure BDA0002769678470000072
其中(Xr,Yr,Zr)和
Figure BDA0002769678470000073
分别为流动站及该卫星的三维空间直角坐标，ρ为二者之间的几何距离。为单位矩阵，λWL为宽巷双差观测值的波长，δX为流动站的坐标改正数，
Figure BDA0002769678470000074
为双差宽巷模糊度，l′EWL为超宽巷模糊度恢复后的双差超宽巷相位观测值的改正数向量，lWL为双差宽巷载波相位观测值的改正数向量。
6.2最小二乘平差求解上述误差方程获得双差宽巷模糊度的浮点解及其方差矩阵后，利用最小二乘模糊度降相关平差(least-squares ambiguity decorrelationadjustment,LAMBDA)算法进行模糊度的整数搜索，得到最优组模糊度及次优组模糊度与最优组模糊度的残差二次型的比值(即ratio值)，确定出双差宽巷模糊度
Figure BDA0002769678470000075
6.3使用ratio值判断宽巷模糊度是否固定成功。固定成功的判断标准为ratio>M，其中M为一个自定义的正数，一般建议大于2.0。若固定成功，则进行后续B1I模糊度解算；否则，结束定位。
实施例中的步骤2)由流程中第四步-第六步实现，该实现过程的优点在于：(1)充分考虑BDS-2三频信号及BDS-3四频信号的特点和差异，分系统解算各自的超宽巷和宽巷模糊度，有利于利用各自信号的优势；(2)通过选择合适的观测值线性组合可以直接可靠地取整确定各自系统的超宽巷模糊度，并通过两系统的联立共同求解各自系统的宽巷模糊度，为下一步由系统内差分的模糊度解算向系统间差分的模糊度解算作准备。
3)基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算：
第七步，解算B1I模糊度。
7.1以p2为参考卫星，重新组建BDS-3卫星相对p2的双差宽巷及B1I观测值；
7.2额外引入BDS-3参考卫星p3相对BDS-2参考卫星p2的宽巷模糊度参数，使用BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷观测值、以p2为参考卫星的BDS-3的双差宽巷观测值和全星座双差B1I观测值构建误差方程：
Figure BDA0002769678470000081
式中，
Figure BDA0002769678470000082
为BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷相位观测残差，
Figure BDA0002769678470000083
为所有BDS-3卫星与BDS-2参考卫星p2组成的双差宽巷相位观测残差，v1为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差相位观测残差。λ1为B1I信号的波长，
Figure BDA0002769678470000084
为BDS-3参考卫星p3与BDS-2参考卫星p2之间的双差宽巷模糊度，
Figure BDA0002769678470000085
为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差整周模糊度。
Figure BDA0002769678470000086
为BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷相位观测值的改正数，
Figure BDA0002769678470000087
为所有BDS-3卫星与BDS-2参考卫星p2组成的双差宽巷相位观测值的改正数，l1为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差相位观测值的改正数，其余符号同前。
该误差方程中，各BDS-3卫星相对p2的双差宽巷模糊度
Figure BDA0002769678470000088
用下式进行变换：
Figure BDA0002769678470000089
式中
Figure BDA00027696784700000810
为第六步中确定的各BDS-3卫星的宽巷模糊度。
7.3最小二乘平差求解上述误差方程获得p3相对于p2的宽巷模糊度及全星座双差原始模糊度NB1I的浮点解及其方差矩阵后，利用LAMBDA方法对双差原始模糊度进行整数搜索，得到最优组模糊度及相应的ratio值，确定出双差原始模糊度NB1I；
7.4使用ratio值判断NB1I是否固定成功。固定成功的判断标准为ratio>M，其中M为一个自定义的正数，一般大于2.0。若固定成功，则进行后续基线解算；否则，结束定位。
实施例中的步骤3)由流程中第七步实现，该实现过程的优点在于：(1)利用BDS-2参考卫星与BDS-3参考卫星间的模糊度参数作为桥梁，将系统内差分的模糊度解算过渡到系统间差分的模糊度解算，实现了全星座卫星的统一联合数据处理；(2)在系统间差分的模糊度解算过程中，参与解算的宽巷及原始观测方程个数相比系统内差分时各增加了一个，解的强度有所提升。
4)动态基准站与流动站间实时相对位置确定：
第八步，基线解算。
8.1使用模糊度固定后的B1I双差相位观测值通过最小二乘法进行基线解算；
8.2根据基线解算结果输出流动站相对动态基准站的位置。
具体实施时，最小二乘法、基线解算等可采用现有技术实现，本发明不予赘述。
具体实施时，本发明技术方案提出的方法可由本领域技术人员采用计算机软件技术实现自动运行流程，实现方法的系统装置例如存储本发明技术方案相应计算机程序的计算机可读存储介质以及包括运行相应计算机程序的计算机设备，也应当在本发明的保护范围内。
在一些可能的实施例中，提供一种全星座多频北斗数据的实时动动定位系统，包括以下模块，
第一模块，用于全星座北斗观测数据获取、检核与数据预处理；
第二模块，用于BDS-2和BDS-3系统内超宽巷及宽巷模糊度解算，包括基于BDS-2三频信号及BDS-3四频信号的特点和差异，根据波长、电离层和噪声因素的综合影响选择合适的观测值线性组合，直接取整确定各自系统的超宽巷模糊度；再联合两个系统的观测方程共同求解各自系统的宽巷模糊度，以支持后续系统间差分的统一模糊度解算；
第三模块，用于基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算，包括通过引入BDS-2参考卫星与BDS-3参考卫星间的模糊度参数，将系统间差分的宽巷模糊度用整数恢复后的系统内差分模糊度表示；联立系统间差分的宽巷及原始频率的载波相位观测方程，统一解算基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I模糊度；
第四模块，用于动态基准站与流动站间实时相对位置确定。
在一些可能的实施例中，提供一种全星座多频北斗数据的实时动动定位系统，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如上所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
在一些可能的实施例中，提供一种全星座多频北斗数据的实时动动定位系统，包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如上所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法，包括以下步骤：
1)全星座北斗观测数据获取、检核与数据预处理；
2)BDS-2和BDS-3系统内超宽巷及宽巷模糊度解算，包括基于BDS-2三频信号及BDS-3四频信号的特点和差异，根据波长、电离层和噪声因素的综合影响选择合适的观测值线性组合，直接取整确定各自系统的超宽巷模糊度；再联合两个系统的观测方程共同求解各自系统的宽巷模糊度，以支持后续系统间差分的统一模糊度解算；
步骤2)中超宽巷及宽巷模糊度解算实现方式如下，
2.1)BDS-2及BDS-3系统内各自选取参考卫星p2和p3，构建各系统内原始频率的双差伪距及相位观测值并存储；
2.2)分别确定BDS-2、BDS-3系统的超宽巷模糊度，实现如下，
对于BDS-2，计算B3I与B2I的双差超宽巷模糊度
Figure FDA0003633981970000011
对于BDS-3，分别计算B1C与B1I、B3I与B2a的双差超宽巷模糊度
Figure FDA0003633981970000012
以上各双差超宽巷模糊度通过观测值的线性组合直接取整得到，计算表达式为：
Figure FDA0003633981970000013
式中，
Figure FDA0003633981970000014
为双差超宽巷整周模糊度，fm、fn分别表示所选频段m和n对应的频率且满足fm＞fn，
Figure FDA0003633981970000015
及
Figure FDA0003633981970000016
分别表示频段m和n的以米为单位的双差伪距及载波相位观测值；λω表示超宽巷载波相位的波长且λω＝c/(fm-fn)，[ ]为四舍五入取整符号；
2.3)分别确定BDS-2、BDS-3系统的宽巷模糊度，实现如下，
分别对BDS-2和BDS-3系统利用整数最小二乘解算各自的B1I-B3I双差宽巷模糊度，求解双差宽巷模糊度的误差方程为：
Figure FDA0003633981970000017
式中，v′EWL为超宽巷模糊度恢复后的双差超宽巷相位观测值残差向量，vWL为双差宽巷相位观测值的残差向量，B为卫星到接收机的方向余弦矩阵，I为单位矩阵，λWL为双差宽巷观测值的波长，δX为流动站的坐标改正数，
Figure FDA0003633981970000018
为双差宽巷模糊度，l′EWL为超宽巷模糊度恢复后的双差超宽巷相位观测值的改正数向量，lWL为双差宽巷相位观测值的改正数向量；
3)基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算，包括通过引入BDS-2参考卫星与BDS-3参考卫星间的模糊度参数，将系统间差分的宽巷模糊度用整数恢复后的系统内差分模糊度表示；联立系统间差分的宽巷及原始频率的载波相位观测方程，统一解算基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I模糊度；
4)动态基准站与流动站间实时相对位置确定，
步骤4)中动态基准站与流动站间实时相对位置确定实现方式如下，
4.1)使用模糊度固定后的B1I双差相位观测值通过最小二乘法进行基线解算；
4.2)根据基线解算结果输出流动站相对动态基准站的位置。
2.根据权利要求1所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法，其特征在于：步骤1)中观测数据检核实现方式为，判断全星座所有卫星对应各频段的数据是否完整，剔除频段数据不完整的卫星。
3.根据权利要求1所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法，其特征在于：步骤1)中数据预处理实现方式为，对通过检核后的观测数据进行粗差探测，然后计算动态基准站和流动站的标准单点定位坐标，最后组建动态基准站和流动站间的站间单差观测值并存储。
4.根据权利要求1所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法，其特征在于：步骤3)中基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算实现方式如下，
3.1)以p2为参考卫星，重新组建所有BDS-3卫星的双差宽巷及B1I观测值；
3.2)额外引入BDS-3参考卫星p3相对BDS-2参考卫星p2的双差宽巷模糊度参数，使用BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷观测值、以p2为参考卫星的BDS-3的双差宽巷观测值和全星座双差B1I观测值构建误差方程：
Figure FDA0003633981970000021
式中，
Figure FDA0003633981970000022
为BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷相位观测残差，
Figure FDA0003633981970000023
为所有BDS-3卫星与BDS-2参考卫星p2组成的双差宽巷相位观测残差，v1为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差相位观测残差；λ1为B1I信号的波长，
Figure FDA0003633981970000024
为BDS-3参考卫星p3与BDS-2参考卫星p2之间的双差宽巷模糊度，
Figure FDA0003633981970000025
为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差整周模糊度；
Figure FDA0003633981970000026
为BDS-2中宽巷模糊度恢复后的双差宽巷相位观测值的改正数，
Figure FDA0003633981970000027
为所有BDS-3卫星与BDS-2参考卫星p2组成的双差宽巷相位观测值的改正数，l1为全星座所有非参考卫星与BDS-2参考卫星p2组成的B1I双差相位观测值的改正数，其余符号同前；
该误差方程中，各BDS-3卫星相对p2的双差宽巷模糊度用下式进行变换：
Figure FDA0003633981970000031
式中
Figure FDA0003633981970000032
为2.3)中确定的各BDS-3卫星的宽巷模糊度；
3.3)利用整数最小二乘确定3.2)误差方程中p3相对于p2的双差宽巷模糊度
Figure FDA0003633981970000033
及全星座所有非参考卫星原始频率的双差模糊度
Figure FDA0003633981970000034
5.一种全星座多频北斗数据的实时动动定位系统，其特征在于：用于实现如权利要求1-4任一项所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
6.根据权利要求5所述全星座多频北斗数据的实时动动定位系统，其特征在于：包括以下模块，
第一模块，用于全星座北斗观测数据获取、检核与数据预处理；
第二模块，用于BDS-2和BDS-3系统内超宽巷及宽巷模糊度解算，包括基于BDS-2三频信号及BDS-3四频信号的特点和差异，根据波长、电离层和噪声因素的综合影响选择合适的观测值线性组合，直接取整确定各自系统的超宽巷模糊度；再联合两个系统的观测方程共同求解各自系统的宽巷模糊度，以支持后续系统间差分的统一模糊度解算；
第三模块，用于基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I双差模糊度解算，包括通过引入BDS-2参考卫星与BDS-3参考卫星间的模糊度参数，将系统间差分的宽巷模糊度用整数恢复后的系统内差分模糊度表示；联立系统间差分的宽巷及原始频率的载波相位观测方程，统一解算基于BDS-2参考卫星的全星座北斗B1I模糊度；
第四模块，用于动态基准站与流动站间实时相对位置确定。
7.根据权利要求5所述全星座多频北斗数据的实时动动定位系统，其特征在于：包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如权利要求1-4任一项所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
8.根据权利要求5所述全星座多频北斗数据的实时动动定位系统，其特征在于：包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如权利要求1-4任一项所述的一种全星座多频北斗数据的实时动动定位方法。
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