CN112711047A - Gnss网平差方法及装置 - Google Patents

Gnss网平差方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112711047A
CN112711047A CN201911021864.0A CN201911021864A CN112711047A CN 112711047 A CN112711047 A CN 112711047A CN 201911021864 A CN201911021864 A CN 201911021864A CN 112711047 A CN112711047 A CN 112711047A
Authority
CN
China
Prior art keywords
baseline
variance
epoch
covariance matrix
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911021864.0A
Other languages
English (en)
Inventor
柴军兵
易昌华
殷学涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
BGP Inc
Original Assignee
China National Petroleum Corp
BGP Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Petroleum Corp, BGP Inc filed Critical China National Petroleum Corp
Priority to CN201911021864.0A priority Critical patent/CN112711047A/zh
Publication of CN112711047A publication Critical patent/CN112711047A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/40—Correcting position, velocity or attitude

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本申请公开了一种GNSS网平差方法及装置，该方法包括：根据已知点的速度参数和/或平面坐标，确定已知点的点位速度和方差‑协方差阵；判断基线的观测历元是否相同；如果基线的观测历元不相同，则选取参考历元，计算在参考历元已知点的坐标；根据基线两端点的速度计算观测历元的基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量；根据位移量修正对应基线的基线向量；根据基线的方差‑协方差阵、基线两端点的方差‑协方差阵、观测历元和参考历元确定修正后基线的方差‑协方差阵；根据修正后的基线向量、修正后基线的方差‑协方差阵、已知点的坐标和已知点的方差‑协方差阵进行GNSS网平差。本申请可以消除由于点位位移引起的基线系统误差。

Description

GNSS网平差方法及装置
技术领域
本申请涉及矿产勘探技术领域，尤其涉及一种GNSS网平差方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
随着大陆板块的运动，坐落在板块上的每个位置每年以不同的速度产生位移。以北京房山(BJFS)点为例，其点位移动速度为0.032米/年，拉萨(LHAZ)位移速度为0.049米/年，且与BJFS位移的方向并不一致。经过20年后BJFS坐标位移0.640米，LHAZ坐标位移0.980米。假设BJFS与LHAZ位移方向一致，则经过20年后会差生0.340米的差，如果位移方向相反，则会产生1.620米的差。
在工程应用领域，尤其是在大面积矿产勘探方面，必须布设全球导航定位系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)网引入参考框架坐标，如ITRF框架，ITRF框架也是当前较为常用的参考框架。GNSS网中，利用基线来表征两点间的实时相对位置，由于板块运动且不同点位速度不同，不同时期测量得到的基线通常不同。然而为了充分利用以往数据，通常会取用不同时期甚至跨度为多年的基线统一进行GNSS网平差，这样就容易出现由于点位位移引起的基线系统误差，在进行GNSS网平差时也难以消除该误差。
发明内容
本申请实施例提供一种GNSS网平差方法，用以消除由于点位位移引起的基线系统误差，进而使得在GNSS网平差时可以消除该误差，该方法包括：
获取基线参数、已知点的速度参数和/或平面坐标，所述基线参数包括基线的观测历元、基线向量、基线的方差-协方差阵和基线两端点的平面坐标；根据已知点的速度参数和/或平面坐标，确定已知点的点位速度和方差-协方差阵；判断基线的观测历元是否相同；如果基线的观测历元不相同，则从基线的观测历元中任意选取一个历元作为参考历元，根据已知点的点位速度、观测历元、参考历元和观测历元中已知点的坐标计算在参考历元已知点的坐标；根据基线两端点的速度计算观测历元的基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量；根据位移量修正对应基线的基线向量；根据基线的方差-协方差阵、基线两端点的方差-协方差阵、观测历元和参考历元确定修正后基线的方差-协方差阵；根据修正后的基线向量、修正后基线的方差-协方差阵、参考历元已知点的坐标和已知点的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
本申请实施例还提供一种GNSS网平差装置，用以消除由于点位位移引起的基线系统误差，进而使得在GNSS网平差时可以消除该误差，该装置包括：
获取模块，用于获取基线参数、已知点的速度参数和/或平面坐标，所述基线参数包括基线的观测历元、基线向量、基线的方差-协方差阵和基线两端点的平面坐标；确定模块，用于根据获取模块获取的已知点的速度参数和/或平面坐标，确定已知点的点位速度和方差-协方差阵；判断模块，用于判断获取模块获取的基线的观测历元是否相同；平差模块，用于当判断模块判断基线的观测历元不相同时，从基线的观测历元中任意选取一个历元作为参考历元，根据确定模块确定的已知点的点位速度、观测历元、参考历元和观测历元中已知点的坐标计算在参考历元已知点的坐标；根据基线两端点的速度计算观测历元的基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量；根据位移量修正对应基线的基线向量；根据基线的方差-协方差阵、基线两端点的方差-协方差阵、观测历元和参考历元确定修正后基线的方差-协方差阵；根据修正后的基线向量、修正后基线的方差-协方差阵、参考历元已知点的坐标和已知点的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
本申请实施例中，通过已知点的点位速度等参数确定已知点在观测历元的坐标，可以消除已知点由于板块移动而引起的已知点坐标的误差；通过基线两端点的位移修正基线向量，在统一修正不同观测历元的基线向量后进行平差，可以消除由于板块移动带来的不同时期的基线系统误差，进而使得在GNSS网平差时可以消除该误差。这种GNSS平差方法理论严密，在误差小的前提下充分利用了历史观测数据，减少重新布网的费用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本申请实施例中一种GNSS网平差方法的流程图；
图2为本申请实施例中另一种GNSS网平差方法的流程图；
图3为本申请实施例中一种GNSS网平差装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。
针对现有技术中存在的不足，本说明书提供了一种考虑已知点位速度和不同观测历元基线的GNSS网平差方法，该方法的优点在于可以计算出已知点测量历元的坐标或测量历元时刻基线因板块位移而引起的系统性偏移，从而可以使GNSS平差消除由点位位移引起的系统误差。
如图1所示，该方法包括步骤101至步骤104：
步骤101、获取基线参数、已知点的速度参数和/或平面坐标。
其中，基线参数包括基线的观测历元、基线向量、基线的方差-协方差阵和基线两端点的平面坐标。
步骤102、根据已知点的速度参数和/或平面坐标，确定已知点的点位速度和方差-协方差阵。
在计算已知点的点位速度时，按照已知点的是否为IGS跟踪站以及是否具有速度场模型，可以将已知点分为如下三种情况：其一，已知点为IGS跟踪站；其二，已知点非IGS跟踪站但具有速度场模型，其三，已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型。对于这三种情况，分别利用不同的方法计算已知点的速度和方差-协方差阵，下面将具体介绍。
①、已知点为已知点是IGS跟踪站
IGS提供全球IGS跟踪站精确的ITRF框架坐标、速度和速度的精度文件SSC。可在IGS网站下载此文件，提取相应站点的坐标、速度、速度精度和方差-协方差阵，因此，如果已知点是IGS跟踪站，则可以直接获取IGS提供的已知点的点位速度和方差-协方差阵。
获取的已知点的坐标、速度、速度精度和方差-协方差阵可分别表示为：
Figure BDA0002247476280000031
②、已知点非IGS跟踪站但具有速度场模型
如果已知点非IGS跟踪站但具有速度场模型，则根据速度场模型中IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和已知点的平面坐标使用双线性内插确定已知点的点位速度和方差-协方差阵。
具体的，获取速度场模型格网的四个格网点P1、P2、P3、P4的速度V1、V2、V3和V4，以及横坐标和纵坐标均最小、横坐标和纵坐标均最大的两个对角格网点的平面坐标。示例性的，四个格网点的坐标分别为(2,1)、(2,2)、(3,1)和(3,2)，则选取(2,1)和(3,2)这两个对角格网点。将两个对角格网点的平面坐标分别记为(x1,y1)和(x2,y2)，将待求的已知点的坐标记为(x,y)。
其中，
Figure BDA0002247476280000041
利用双线性内插，根据如下公式计算已知点P的速度VP：
Figure BDA0002247476280000042
格网点是速度场模型格网的顶点，除了速度外，其方差-协方差阵也可以直接获取得到。具体的，获取的四个格网点的方差-协方差阵分别为：
Figure BDA0002247476280000043
Figure BDA0002247476280000044
根据如下公式计算已知点P的方差-协方差阵QP：
Figure BDA0002247476280000045
其中，
Figure BDA0002247476280000046
Figure BDA0002247476280000047
③、已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型
如果已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型，则根据IGS跟踪站的站点速度、站点坐标、方差-协方差阵和已知点的平面坐标，利用以距离倒数为权的方法内插计算已知点的点位速度和方差-协方差阵。
具体的，获取IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和方差-协方差阵；根据IGS跟踪站的站点坐标和已知点的平面坐标确定IGS跟踪站与已知点的距离，按照距离由近到远的顺序对IGS跟踪站进行排序，确定顺序排在前n个的IGS跟踪站。其中，n≥1，n的数量可以按照距离的远近等实际情况进行选取，对于其具体数量，在此不做限定。
选择的n个的IGS跟踪站中第i个(i＝1,2,...,n)IGS跟踪站的站点速度为：
Figure BDA0002247476280000051
第i个IGS跟踪站的站点坐标为：
(xi,yi)
第i个IGS跟踪站的方差-协方差阵为：
Figure BDA0002247476280000052
根据如下公式计算已知点P的速度VP：
Figure BDA0002247476280000053
根据协方差传播定律，可知已知点P的方差-协方差阵QP；
Figure BDA0002247476280000054
其中，
Figure BDA0002247476280000055
(x,y)表示已知点P的平面坐标。
步骤103、判断基线的观测历元是否相同。
观测历元为测定基线的历元，比如，在2000年1月1日10时测定的基线，则该基线的观测历元为2000年1月1日10时；在2000年10月1日12时测定了相同端点的基线，在当前测定的基线的观测历元为2000年10月1日12时。由于板块运动的影响，即使选取相同端点测定基线，当观测历元不同时，两端点的位置发生变化，导致观测到的基线不同。
步骤104、如果基线的观测历元不相同，则从基线的观测历元中任意选取一个历元作为参考历元，根据已知点的点位速度、观测历元、参考历元和观测历元中已知点的坐标计算在参考历元已知点的坐标；根据基线两端点的速度计算观测历元的基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量；根据位移量修正对应基线的基线向量；根据基线的方差-协方差阵、基线两端点的方差-协方差阵、观测历元和参考历元确定修正后基线的方差-协方差阵；根据修正后的基线向量、修正后基线的方差-协方差阵、参考历元已知点的坐标和已知点的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
需要说明的是，如果基线两端点A、B的速度未知，则可以利用步骤102中给出的方法计算这两端点的速度。
具体的，根据如下公式计算参考历元已知点的坐标X'p：
X'P＝(t1-t2)VP+XP
其中，VP表示已知点的点位速度，XP表示观测历元已知点的坐标，t2表示参考历元，t1表示观测历元。
需要说明的是，XP可以通过步骤105中给出的计算观测历元中已知点的坐标的方法进行计算。
A、B的速度分别为VA、VB，利用如下公式计算基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量ΔbAB：
ΔbAB＝(t2-t1)(VB-VA)
未修正前，A和B之间的基线向量为：
Figure BDA0002247476280000061
未修正前，也即观测历元时刻，基线的方差-协方差阵为：
Figure BDA0002247476280000062
利用如下公式修正基线向量，得到修正后的基线向量b：
b＝bAB+ΔbAB
基线两端点A和B的方差-协方差阵分别为QA、QB，利用如下公式计算修正后的基线的方差-协方差阵Qb：
Figure BDA0002247476280000074
在计算得到上述参数之后，可以利用上述参数进行GNSS网平差。需要说明的是，根据修正后的基线向量、修正后基线的方差-协方差阵、已知点的坐标、已知点的方差-协方差阵进行GNSS网平差是很成熟的现有技术，如，采用空间直角坐标的最小二乘法进行GNSS网平差等，因此，对于GNSS网平差的具体实现过程，在此不再赘述。
在本说明书实施例的一种实现方式中，如果基线的观测历元相同，则如图2所示，在执行完步骤101至步骤103之后，执行如下步骤105：
步骤105、根据已知点的点位速度、观测历元、参考框架历元和在参考框架历元下已知点的坐标计算观测历元中已知点的坐标；根据观测历元中已知点的坐标、已知点的方差-协方差阵、基线参数、基线向量、基线的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
具体的，已知点的点位速度为VP，观测历元为t1，参考框架历元为t0，在参考框架历元下已知点的坐标为
Figure BDA0002247476280000076
根据如下公式计算观测历元中已知点的坐标XP：
Figure BDA0002247476280000075
在本申请实施例的另一种实现方式中，上述公式可以表示为：
Figure BDA0002247476280000071
其中，
Figure BDA0002247476280000072
为已知点的坐标，
Figure BDA0002247476280000073
为已知点在t0历元时刻的坐标。
之后，可以根据已知点的坐标XP、已知点的坐标、已知点的方差-协方差阵、基线参数、基线向量、基线的方差-协方差阵进行GNSS网平差，GNSS网平差方法可以采用空间直角坐标的最小二乘法，具体过程可通过现有技术来实现，在此不再赘述。
本申请实施例中，通过已知点的点位速度等参数确定已知点在观测历元的坐标，可以消除已知点由于板块移动而引起的已知点坐标的误差；通过基线两端点的位移修正基线向量，在统一修正不同观测历元的基线向量后进行平差，可以消除由于板块移动带来的不同时期的基线系统误差，进而使得在GNSS网平差时可以消除该误差。这种GNSS平差方法理论严密，在误差小的前提下充分利用了历史观测数据，减少重新布网的费用。
本申请实施例提供了一种GNSS网平差装置，如图3所示，该装置300包括：
获取模块301，用于获取基线参数、已知点的速度参数和/或平面坐标，基线参数包括基线的观测历元、基线向量、基线的方差-协方差阵和基线两端点的平面坐标。
确定模块302，用于根据获取模块301获取的已知点的速度参数和/或平面坐标，确定已知点的点位速度和方差-协方差阵。
判断模块303，用于判断获取模块301获取的基线的观测历元是否相同。
平差模块304，用于当判断模块303判断基线的观测历元不相同时，从基线的观测历元中任意选取一个历元作为参考历元，根据确定模块302确定的已知点的点位速度、观测历元、参考历元和观测历元中已知点的坐标计算在参考历元已知点的坐标；根据基线两端点的速度计算观测历元的基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量；根据位移量修正对应基线的基线向量；根据基线的方差-协方差阵、基线两端点的方差-协方差阵、观测历元和参考历元确定修正后基线的方差-协方差阵；根据修正后的基线向量、修正后基线的方差-协方差阵、参考历元已知点的坐标和已知点的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
在本申请实施例的一种实现方式中，平差模块304，还用于：
当基线的观测历元相同时，根据已知点的点位速度、观测历元、参考框架历元和在参考框架历元下已知点的坐标计算观测历元中已知点的坐标；根据观测历元中已知点的坐标、已知点的方差-协方差阵、基线向量和基线的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
在本申请实施例的一种实现方式中，平差模块304，用于：
根据
Figure BDA0002247476280000081
计算观测历元已知点的坐标XP；
其中，t1表示观测历元，t0表示参考框架历元，VP表示已知点的点位速度，
Figure BDA0002247476280000082
表示参考框架历元下已知点的坐标。
在本申请实施例的一种实现方式中，确定模块302，用于：
判断已知点是否为IGS跟踪站以及是否具有速度场模型；
如果已知点是IGS跟踪站，则获取IGS提供的已知点的点位速度和方差-协方差阵；
如果已知点非IGS跟踪站且具有速度场模型，则根据速度场模型中IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和已知点的平面坐标确定已知点的点位速度和方差-协方差阵；
如果已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型，则根据IGS跟踪站的站点速度、站点坐标、方差-协方差阵和已知点的平面坐标，计算已知点的点位速度和方差-协方差阵。
在本申请实施例的一种实现方式中，当已知点非IGS跟踪站且具有速度场模型，确定模块302，用于：
获取速度场模型格网的四个格网点的速度，以及横坐标和纵坐标均最小、横坐标和纵坐标均最大的两个对角格网点的平面坐标；
根据
Figure BDA0002247476280000091
计算已知点P的速度VP；
根据
Figure BDA0002247476280000092
计算已知点P的方差-协方差阵QP；
其中，V1、V2、V3、V4分别表示四个格网点P1、P2、P3、P4的坐标，(x1,y1)、(x2,y2)表示两个对角格网点的坐标，(x,y)表示已知点P的平面坐标，
Figure BDA0002247476280000093
分别表示P1、P2、P3、P4的方差-协方差阵，
Figure BDA0002247476280000094
Figure BDA0002247476280000095
在本申请实施例的一种实现方式中，，当已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型时，确定模块302，用于：
获取IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和方差-协方差阵；
根据IGS跟踪站的站点坐标和已知点的平面坐标确定IGS跟踪站与已知点的距离，按照距离由近到远的顺序对IGS跟踪站进行排序，确定顺序排在前n个的IGS跟踪站；
根据
Figure BDA0002247476280000096
计算已知点P的速度VP；
根据
Figure BDA0002247476280000097
计算已知点P的方差-协方差阵QP；
其中，
Figure BDA0002247476280000098
(x,y)表示已知点P的平面坐标，(xi,yi)表示第i个IGS跟踪站的站点坐标，Vi表示第i个IGS跟踪站的站点速度；i＝1,2,...,n，n≥1，Qi表示第i个IGS跟踪站的方差-协方差阵。
在本申请实施例的一种实现方式中，平差模块304，用于：
根据X'P＝(t1-t2)VP+XP计算参考历元已知点的坐标X'p；
根据ΔbAB＝(t2-t1)(VB-VA)计算位移量ΔbAB；
根据b＝bAB+ΔbAB计算修正后的基线向量b；
根据
Figure BDA0002247476280000102
计算修正后基线的方差-协方差阵Qb；
其中，A、B表示基线的两端点，t2表示参考历元，t1表示观测历元，VP表示已知点的点位速度，XP表示观测历元已知点的坐标，VB表示B点的速度，VA表示A点的速度，bAB表示修正前的基线向量，
Figure BDA0002247476280000101
表示修正前的基线的方差-协方差阵，QA表示A点的方差-协方差阵，QB表示B点的方差-协方差阵。
本申请实施例中，通过已知点的点位速度等参数确定已知点在观测历元的坐标，可以消除已知点由于板块移动而引起的已知点坐标的误差；通过基线两端点的位移修正基线向量，在统一修正不同观测历元的基线向量后进行平差，可以消除由于板块移动带来的不同时期的基线系统误差，进而使得在GNSS网平差时可以消除该误差。这种GNSS平差方法理论严密，在误差小的前提下充分利用了历史观测数据，减少重新布网的费用。
本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现步骤101至步骤104，或步骤101至步骤103和步骤105任一方法。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行步骤101至步骤104，或步骤101至步骤103和步骤105任一方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种GNSS网平差方法，其特征在于，所述方法包括：
获取基线参数、已知点的速度参数和/或平面坐标，所述基线参数包括基线的观测历元、基线向量、基线的方差-协方差阵和基线两端点的平面坐标；
根据已知点的速度参数和/或平面坐标，确定已知点的点位速度和方差-协方差阵；
判断基线的观测历元是否相同；
如果基线的观测历元不相同，则从基线的观测历元中任意选取一个历元作为参考历元，根据已知点的点位速度、观测历元、参考历元和观测历元中已知点的坐标计算在参考历元已知点的坐标；根据基线两端点的速度计算观测历元的基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量；根据位移量修正对应基线的基线向量；根据基线的方差-协方差阵、基线两端点的方差-协方差阵、观测历元和参考历元确定修正后基线的方差-协方差阵；根据修正后的基线向量、修正后基线的方差-协方差阵、参考历元已知点的坐标和已知点的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断基线的观测历元是否相同之后，所述方法还包括：
如果基线的观测历元相同，则根据已知点的点位速度、观测历元、参考框架历元和在参考框架历元下已知点的坐标计算观测历元中已知点的坐标；根据观测历元中已知点的坐标、已知点的方差-协方差阵、基线向量和基线的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据已知点的点位速度、观测历元、参考框架历元和在参考框架历元下已知点的坐标计算观测历元中已知点的坐标，包括：
根据
Figure FDA0002247476270000011
计算观测历元已知点的坐标XP；
其中，t1表示观测历元，t0表示参考框架历元，VP表示已知点的点位速度，
Figure FDA0002247476270000012
表示参考框架历元下已知点的坐标。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据已知点的速度参数和/或平面坐标，确定已知点的点位速度和方差-协方差阵，包括：
判断已知点是否为IGS跟踪站以及是否具有速度场模型；
如果已知点是IGS跟踪站，则获取IGS提供的已知点的点位速度和方差-协方差阵；
如果已知点非IGS跟踪站且具有速度场模型，则根据速度场模型中IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和已知点的平面坐标确定已知点的点位速度和方差-协方差阵；
如果已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型，则根据IGS跟踪站的站点速度、站点坐标、方差-协方差阵和已知点的平面坐标，计算已知点的点位速度和方差-协方差阵。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当已知点非IGS跟踪站且具有速度场模型，根据速度场模型中IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和已知点的平面坐标确定已知点的点位速度和方差-协方差阵，包括：
获取速度场模型格网的四个格网点的速度，以及横坐标和纵坐标均最小、横坐标和纵坐标均最大的两个对角格网点的平面坐标；
根据
Figure FDA0002247476270000021
计算已知点P的速度VP；
根据
Figure FDA0002247476270000022
计算已知点P的方差-协方差阵QP；
其中，V1、V2、V3、V4分别表示四个格网点P1、P2、P3、P4的坐标，(x1,y1)、(x2,y2)表示两个对角格网点的坐标，(x,y)表示已知点P的平面坐标，
Figure FDA0002247476270000023
分别表示P1、P2、P3、P4的方差-协方差阵，
Figure FDA0002247476270000024
Figure FDA0002247476270000025
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型时，根据IGS跟踪站的站点速度、站点坐标、方差-协方差阵和已知点的平面坐标，计算已知点的点位速度和方差-协方差阵，包括：
获取IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和方差-协方差阵；
根据IGS跟踪站的站点坐标和已知点的平面坐标确定IGS跟踪站与已知点的距离，按照距离由近到远的顺序对IGS跟踪站进行排序，确定顺序排在前n个的IGS跟踪站；
根据
Figure FDA0002247476270000026
计算已知点P的速度VP；
根据
Figure FDA0002247476270000027
计算已知点P的方差-协方差阵QP；
其中，
Figure FDA0002247476270000028
(x,y)表示已知点P的平面坐标，(xi,yi)表示第i个IGS跟踪站的站点坐标，Vi表示第i个IGS跟踪站的站点速度；i＝1,2,...,n，n≥1，Qi表示第i个IGS跟踪站的方差-协方差阵。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据已知点的点位速度、观测历元、参考历元和观测历元中已知点的坐标计算在参考历元已知点的坐标；根据基线两端点的速度计算观测历元的基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量；根据位移量修正对应基线的基线向量；根据基线的方差-协方差阵、基线两端点的方差-协方差阵、观测历元和参考历元确定修正后基线的方差-协方差阵，包括：
根据X'P＝(t1-t2)VP+XP计算参考历元已知点的坐标X'p；
根据ΔbAB＝(t2-t1)(VB-VA)计算位移量ΔbAB；
根据b＝bAB+ΔbAB计算修正后的基线向量b；
根据
Figure FDA0002247476270000031
计算修正后基线的方差-协方差阵Qb；
其中，A、B表示基线的两端点，t2表示参考历元，t1表示观测历元，VP表示已知点的点位速度，XP表示观测历元已知点的坐标，VB表示B点的速度，VA表示A点的速度，bAB表示修正前的基线向量，
Figure FDA0002247476270000032
表示修正前的基线的方差-协方差阵，QA表示A点的方差-协方差阵，QB表示B点的方差-协方差阵。
8.一种GNSS网平差装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取基线参数、已知点的速度参数和/或平面坐标，所述基线参数包括基线的观测历元、基线向量、基线的方差-协方差阵和基线两端点的平面坐标；
确定模块，用于根据获取模块获取的已知点的速度参数和/或平面坐标，确定已知点的点位速度和方差-协方差阵；
判断模块，用于判断获取模块获取的基线的观测历元是否相同；
平差模块，用于当判断模块判断基线的观测历元不相同时，从基线的观测历元中任意选取一个历元作为参考历元，根据确定模块确定的已知点的点位速度、观测历元、参考历元和观测历元中已知点的坐标计算在参考历元已知点的坐标；根据基线两端点的速度计算观测历元的基线两端点相对于参考历元中基线两端点的位移量；根据位移量修正对应基线的基线向量；根据基线的方差-协方差阵、基线两端点的方差-协方差阵、观测历元和参考历元确定修正后基线的方差-协方差阵；根据修正后的基线向量、修正后基线的方差-协方差阵、参考历元已知点的坐标和已知点的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述平差模块，还用于：
当基线的观测历元相同时，根据已知点的点位速度、观测历元、参考框架历元和在参考框架历元下已知点的坐标计算观测历元中已知点的坐标；根据观测历元中已知点的坐标、已知点的方差-协方差阵、基线向量和基线的方差-协方差阵进行GNSS网平差。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述平差模块，用于：
根据
Figure FDA0002247476270000041
计算观测历元已知点的坐标XP；
其中，t1表示观测历元，t0表示参考框架历元，VP表示已知点的点位速度，
Figure FDA0002247476270000042
表示参考框架历元下已知点的坐标。
11.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：
判断已知点是否为IGS跟踪站以及是否具有速度场模型；
如果已知点是IGS跟踪站，则获取IGS提供的已知点的点位速度和方差-协方差阵；
如果已知点非IGS跟踪站且具有速度场模型，则根据速度场模型中IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和已知点的平面坐标确定已知点的点位速度和方差-协方差阵；
如果已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型，则根据IGS跟踪站的站点速度、站点坐标、方差-协方差阵和已知点的平面坐标，计算已知点的点位速度和方差-协方差阵。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，当已知点非IGS跟踪站且具有速度场模型，所述确定模块，用于：
获取速度场模型格网的四个格网点的速度，以及横坐标和纵坐标均最小、横坐标和纵坐标均最大的两个对角格网点的平面坐标；
根据
Figure FDA0002247476270000043
计算已知点P的速度VP；
根据
Figure FDA0002247476270000044
计算已知点P的方差-协方差阵QP；
其中，V1、V2、V3、V4分别表示四个格网点P1、P2、P3、P4的坐标，(x1,y1)、(x2,y2)表示两个对角格网点的坐标，(x,y)表示已知点P的平面坐标，
Figure FDA0002247476270000045
分别表示P1、P2、P3、P4的方差-协方差阵，
Figure FDA0002247476270000046
Figure FDA0002247476270000047
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，当已知点非IGS跟踪站且没有速度场模型时，所述确定模块，用于：
获取IGS跟踪站的站点速度、站点坐标和方差-协方差阵；
根据IGS跟踪站的站点坐标和已知点的平面坐标确定IGS跟踪站与已知点的距离，按照距离由近到远的顺序对IGS跟踪站进行排序，确定顺序排在前n个的IGS跟踪站；
根据
Figure FDA0002247476270000051
计算已知点P的速度VP；
根据
Figure FDA0002247476270000052
计算已知点P的方差-协方差阵QP；
其中，
Figure FDA0002247476270000053
(x,y)表示已知点P的平面坐标，(xi,yi)表示第i个IGS跟踪站的站点坐标，Vi表示第i个IGS跟踪站的站点速度；i＝1,2,...,n，n≥1，Qi表示第i个IGS跟踪站的方差-协方差阵。
14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述平差模块，用于：
根据X'P＝(t1-t2)VP+XP计算参考历元已知点的坐标X'p；
根据ΔbAB＝(t2-t1)(VB-VA)计算位移量ΔbAB；
根据b＝bAB+ΔbAB计算修正后的基线向量b；
根据
Figure FDA0002247476270000054
计算修正后基线的方差-协方差阵Qb；
其中，A、B表示基线的两端点，t2表示参考历元，t1表示观测历元，VP表示已知点的点位速度，XP表示观测历元已知点的坐标，VB表示B点的速度，VA表示A点的速度，bAB表示修正前的基线向量，
Figure FDA0002247476270000055
表示修正前的基线的方差-协方差阵，QA表示A点的方差-协方差阵，QB表示B点的方差-协方差阵。
15.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述方法。
16.一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执行权利要求1至7任一所述方法的计算机程序。
CN201911021864.0A 2019-10-25 2019-10-25 Gnss网平差方法及装置 Pending CN112711047A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911021864.0A CN112711047A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 Gnss网平差方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911021864.0A CN112711047A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 Gnss网平差方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112711047A true CN112711047A (zh) 2021-04-27

Family

ID=75541462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911021864.0A Pending CN112711047A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 Gnss网平差方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112711047A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115826008A (zh) * 2023-02-22 2023-03-21 广州导远电子科技有限公司 天线位移距离范围的检测方法、装置、流动站及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070171124A1 (en) * 2005-04-12 2007-07-26 Magellan Systems Japan Inc. Process for accurate location determination in GPS positioning system
EP2037291A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-18 GMV Aerospace and Defence S.A. Integrity monitoring method for GNSS navigation based on historical information
US20090135057A1 (en) * 2006-04-17 2009-05-28 Trimble Navigation Limited, A Corporation Of California Real-time fast decimeter-level GNSS positioning
CN108981559A (zh) * 2018-08-28 2018-12-11 郑州信大先进技术研究院 基于北斗地基增强系统的实时变形监测方法及系统
CN109765592A (zh) * 2019-02-27 2019-05-17 湖北省水利水电规划勘测设计院 一种基于方差协方差矩阵的变形监测网稳定性分析方法
CN110081909A (zh) * 2019-05-22 2019-08-02 北京中交华安科技有限公司 基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070171124A1 (en) * 2005-04-12 2007-07-26 Magellan Systems Japan Inc. Process for accurate location determination in GPS positioning system
US20090135057A1 (en) * 2006-04-17 2009-05-28 Trimble Navigation Limited, A Corporation Of California Real-time fast decimeter-level GNSS positioning
EP2037291A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-18 GMV Aerospace and Defence S.A. Integrity monitoring method for GNSS navigation based on historical information
CN108981559A (zh) * 2018-08-28 2018-12-11 郑州信大先进技术研究院 基于北斗地基增强系统的实时变形监测方法及系统
CN109765592A (zh) * 2019-02-27 2019-05-17 湖北省水利水电规划勘测设计院 一种基于方差协方差矩阵的变形监测网稳定性分析方法
CN110081909A (zh) * 2019-05-22 2019-08-02 北京中交华安科技有限公司 基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘宁;熊永良;徐韶光;: "一种改进的GPS短基线直接解算方法", 测绘科学, no. 04 *
崔家武;张兴福;王峰;周波阳;魏德宏;: "GNSS精密单点定位成果的框架与历元转换方法", 大地测量与地球动力学, no. 02 *
程传录;谢方;王小瑞;马新莹;: "2000国家大地坐标系数据处理的若干技术研究", 地球科学与环境学报, no. 03 *
肖飞: "求取小区域 GPS 网 CGCS2000 坐标的方法研究", 测绘科学, vol. 38, no. 3, pages 5 - 13 *
肖飞;: "求取小区域GPS网CGCS2000坐标的方法研究", 测绘科学, no. 03 *
郭鑫伟等: "基于精密单点定位和自适应最小二乘配置 建立新疆水平速度场格网模型", 大地测量与地球动力学, vol. 39, no. 10, pages 1 - 5 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115826008A (zh) * 2023-02-22 2023-03-21 广州导远电子科技有限公司 天线位移距离范围的检测方法、装置、流动站及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105136054B (zh) 基于地面三维激光扫描的构筑物精细变形监测方法及系统
CN107356244B (zh) 一种路侧单元天线的标定方法及装置
CN107167119B (zh) 投影变形的数据处理方法
CN112034431B (zh) 一种雷达和rtk的外参标定方法及装置
CN102589534B (zh) 基线约束的单站坐标转换装置及方法
CN107976702A (zh) 一种基于cors的位置修正方法、定位终端及定位系统
CN105678757A (zh) 一种物体位移测量方法
CN101865656B (zh) 一种使用少数共面点精确定位多摄像头系统位姿的方法
CN109521444B (zh) 一种地壳运动gps水平速度场自适应最小二乘拟合推估算法
CN109143297A (zh) 一种兼容似大地水准面模型的实时网络rtk定位方法
CN109444930A (zh) 一种基于分步加权最小二乘估计的单点定位的方法及装置
CN102043156B (zh) Gps测量二维基线向量网的平差处理方法
CN111076709A (zh) 一种地形测量方法及系统
JP5916052B2 (ja) 位置合わせ方法
CN116882134A (zh) 一种多基准站网的gnss基线联合解算方法及计算机可读介质
CN105424013A (zh) 一种地面坐标的测量方法
CN112711047A (zh) Gnss网平差方法及装置
TWI492080B (zh) 三次元安全面建立系統及方法
CN104330078B (zh) 一种基于三点后方交会模型的联合测量方法
CN108919313A (zh) 利用最优数值导数的gnss多普勒观测值生成方法
CN115270059A (zh) 空间三维参考线测量定位方法、装置及计算机可读介质
CN110567489B (zh) 角度交会测量系统的动态误差的获取方法及系统
CN108592862B (zh) Ahrs安装偏角测量方法
CN102043141A (zh) Gps控制网测量方法
CN102759756A (zh) 一种物探测量数据处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210427