CN112748455A - 考虑电离层活跃度的网络rtk解算方法及系统 - Google Patents

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CN112748455A CN201911037323.7A CN201911037323A CN112748455A CN 112748455 A CN112748455 A CN 112748455A CN 201911037323 A CN201911037323 A CN 201911037323A CN 112748455 A CN112748455 A CN 112748455A
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    • 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
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
    • G01S19/44—Carrier phase ambiguity resolution; Floating ambiguity; LAMBDA [Least-squares AMBiguity Decorrelation Adjustment] method

Abstract

本申请公开了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统。该方法包括：统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；比较所述标准差与预设值，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元；重复上述步骤直至所有历元完成解算。

Description

考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统
技术领域
本说明书一般涉及定位技术领域，具体涉及一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统。
背景技术
在某一区域内建立多个(3个或者3个以上)的GNSS(Global NavigationSatellite System，全球卫星导航系统)卫星连续跟踪基准站(或称基站、参考站)，对该地区构成网状覆盖，为该区域内的定位用户提供实时的高精度误差改正信息，提高用户的定位精度，这种技术称为网络RTK技术。网络RTK技术中需要使用GNSS的载波观测量，载波观测量中存在一个未知的整周数(或称模糊度)，只有解算出载波观测值的模糊度才能实现高精度定位。
在网络RTK中，通常将模糊度拆分为宽巷模糊度和窄巷模糊度分别进行解算。宽巷模糊度解算方法通常包括MW组合法和相位组合法，另外也可以同时估计大气值和宽巷模糊度参数来求解宽巷模糊度。
现有的相位组合法是仅仅利用双频相位的观测值的线性组合，然后求解宽巷模糊度。由于宽巷模糊度波长较长，大约为0.86米，对于基线较短，比如20千米以内，通过观测值组双差，残余误差项大部分都小于半个波长0.43米，通过若干历元平滑取整后很容易求得宽巷模糊度。但是这只适合短基线，在基线较长，或者电离层活跃时间段，残余误差项经常会超过宽巷模糊度的半个波长，影响宽巷模糊度的正确固定。
MW组合法是利用双频伪距和相位两类观测值的线性组合，采用MW组合可以消除对流层、电离层以及几何项，仅仅残余观测噪声和多路径误差。通过若干历元的平滑后，总的误差一般小于宽巷模糊度的半个波长，可以得到宽巷模糊度的正确值。MW组合利用精度较低的伪距观测值，当伪距的观测噪声较大，或者多路径误差较大时，很难保证总的误差小于宽巷模糊度的半个波长，影响宽巷双差模糊度的正确固定。
在已有的技术中，通常选择其中一种方法来解算宽巷模糊度，难以保证不同情况下宽巷模糊度解算的准确性和可靠性。
发明内容
本说明书提供了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法及系统，提高网络RTK解算宽巷模糊度的准确性和可靠性。
本申请公开了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，包括：
统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；
比较所述标准差与预设值，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元；
重复上述步骤直至所有历元完成解算。
在一个优选例中，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，还包括：
对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。
在一个优选例中，所述预设值的范围为0.2～0.3。
在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：
采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：
Figure BDA0002251884020000031
其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第一和第二频率的双差载波相位观测值，▽ΔP1和▽ΔP2分别为所述第一和第二频率的双差伪距观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000032
计算宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000033
在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，所述宽巷模糊度整数解采用以下方式计算：
采用相位组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：Δ▽φwl＝(▽Δφ1-▽Δφ2)-(▽Δρ+Δ▽Tdry)/λwl，其中▽Δρ为双差真空几何距离，Δ▽Tdry为双差对流层干延迟，▽Δφ1和▽Δφ2分别为第一和第二频率的双差载波相位观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000034
计算宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000035
在一个优选例中，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000036
进一步包括：
采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；
Figure BDA0002251884020000041
Figure BDA0002251884020000042
其中k表示累积历元数，
Figure BDA0002251884020000043
表示第k历元的双差观测值，
Figure BDA0002251884020000044
表示第k历元的双差滤波值。
在一个优选例中，所述窄巷模糊度整数解采用以下方式计算：
基于下式采用滤波方法执行无电离层模糊度解算
Figure BDA0002251884020000045
其中Δ▽Pif为无电离层伪距观测值，Δ▽φif为无电离层载波观测值，Δ▽ρ为双差真空几何距离，mpw为对流层湿延迟投影函数，Δ▽Tzwd为对流层天顶湿延迟参数，λif为无电离层组合的波长，Δ▽Nif为无电离层组合模糊度，得到双差观测值对应的无电离层浮点模糊度
Figure BDA0002251884020000046
及对应的方差协方差阵
Figure BDA0002251884020000047
基于所述宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000048
和所述无电离层浮点模糊度
Figure BDA0002251884020000049
及对应的方差协方差阵
Figure BDA00022518840200000410
计算窄巷模糊度浮点解
Figure BDA00022518840200000411
及对应的方差协方差阵
Figure BDA00022518840200000412
其中
Figure BDA00022518840200000413
计算第一频率窄巷模糊度整数解
Figure BDA00022518840200000414
和第二频率窄巷模糊度整数解
Figure BDA00022518840200000415
其中
Figure BDA00022518840200000416
在一个优选例中，所述双差电离层延迟通过以下方式计算：
获取第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，
Figure BDA0002251884020000051
其中
Figure BDA0002251884020000052
和
Figure BDA0002251884020000053
分别为所述第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，λ1和λ2分别为所述第一和第二频率的波长；
计算所述电离层延迟为
Figure BDA0002251884020000054
本申请还公开了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，包括：
统计单元，配置为统计GNSS基准站网络中上一历元所有基线所有卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；
比较单元，配置为比较所述标准差与预设值；
解算单元，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元。
在一个优选例中，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，所述解算单元还被配置为：
对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。
在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：
采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：
Figure BDA0002251884020000055
其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第一和第二频率的双差载波相位观测值，▽ΔP1和▽ΔP2分别为所述第一和第二频率的双差伪距观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000061
计算宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000062
在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，所述宽巷模糊度整数解采用以下方式计算：
采用相位组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：Δ▽φwl＝(▽Δφ1-▽Δφ2)-(▽Δρ+Δ▽Tdry)/λwl，其中▽Δρ为双差真空几何距离，Δ▽Tdry为双差对流层干延迟，▽Δφ1和▽Δφ2分别为第一和第二频率的双差载波相位观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000063
计算宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000064
在一个优选例中，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000065
进一步包括：
采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；
Figure BDA0002251884020000066
Figure BDA0002251884020000067
其中k表示累积历元数，
Figure BDA0002251884020000068
表示第k历元的双差观测值，
Figure BDA0002251884020000069
表示第k历元的双差滤波值。
在一个优选例中，所述窄巷模糊度整数解采用以下方式计算：
基于下式采用滤波方法执行无电离层模糊度解算
Figure BDA0002251884020000071
其中Δ▽Pif为无电离层伪距观测值，Δ▽φif为无电离层载波观测值，Δ▽ρ为双差真空几何距离，mpw为对流层湿延迟投影函数，Δ▽Tzwd为对流层天顶湿延迟参数，λif为无电离层组合的波长，Δ▽Nif为无电离层组合模糊度，得到双差观测值对应的无电离层浮点模糊度
Figure BDA0002251884020000072
及对应的方差协方差阵
Figure BDA0002251884020000073
基于所述宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000074
和所述无电离层浮点模糊度
Figure BDA0002251884020000075
及对应的方差协方差阵
Figure BDA0002251884020000076
计算窄巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000077
及对应的方差协方差阵
Figure BDA0002251884020000078
其中
Figure BDA0002251884020000079
计算第一频率窄巷模糊度整数解
Figure BDA00022518840200000710
和第二频率窄巷模糊度整数解
Figure BDA00022518840200000711
其中
Figure BDA00022518840200000712
在一个优选例中，所述双差电离层延迟通过以下方式计算：
获取第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，
Figure BDA00022518840200000713
其中
Figure BDA00022518840200000714
和
Figure BDA00022518840200000715
分别为所述第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，λ1和λ2分别为所述第一和第二频率的波长；
计算所述电离层延迟为
Figure BDA00022518840200000716
本申请还公开了一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，包括：
存储器，用于存储计算机可执行指令；以及
处理器，与所述存储器耦合，用于在执行所述计算机可执行指令时实现如前文描述的方法中的步骤。
本申请还公开了一种计算机可读存储介质所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如前文描述方法中的步骤。
相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：
本实施例中，基于上一历元的电离层延迟的标准差评估电离层活跃度，当电离层活跃度高时，采用MW组合法进行RTK解算，当电离层活跃度低时，采用相位组合法进行RTK解算，结合了MW组合法和相位组合法进行解算，提高了网络RTK解算的准确性和可靠性。
本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，本说明书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(这些技术方案均应该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是根据本说明书一实施例中考虑电离层活跃度的网络RTK解算的方法流程图。
图2是根据本说明书一实施例中考虑电离层活跃度的网络RTK解算的系统框图。
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。
本发明部分创新内容的说明：
现有解算方法中，MW组合法和相位组合法有各自的优缺点，发明人发现对于电离层不同活跃状况下，两种解算方法有不同的表现：在电离层较活跃情况下，MW组合法比相位组合法表现更好，具有更高的准确率；在电离层较平静情况下，相位组合法比MW组合法表现更好，具有更快的固定速度。现有技术的缺点在于没有考虑电离层活跃状况对解算方法的影响。同时估计大气值和宽巷模糊度参数的方法与MW组合法类似，在电离层较平静情况下存在收敛较慢的问题。本实施例中，基于上一历元的电离层延迟的标准差评估电离层活跃度，当电离层活跃度高时，采用MW组合法进行RTK解算，当电离层活跃度低时，采用相位组合法进行RTK解算，结合了MW组合法和相位组合法进行解算，提高了网络RTK解算的准确性和可靠性。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
本说明书的第一实施方式涉及一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，图1是考虑电离层活跃度的网络RTK解算的方法流程图，该方法包括：
在步骤101中，统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度。
在一个优选例中，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，还包括：对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。也就是说，当对第一历元进行解算时，先采用MW组合法进行解算，解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。当对第一历元之后的历元进行解算时，判断上一历元的双差电离层延迟的标准差，根据标准差与预设值的大小决定解算的方式。
在步骤102中，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元，也就是从第二历元开始根据上一历元的标准差选择MW组合法或相位组合法进行解算。
当所述标准差大于或等于所述预设值时，评估为所述电离层较活跃；当所述标准差小于所述预设值时，评估为所述电离层较平静。在一个优选例中，所述预设值的范围为0.2～0.3。优选的，所述预设值为0.25。
在步骤103中，重复上述步骤101、102直至所有历元完成解算。
在一个优选例中，所述采用MW组合法解算出下一历元各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解。也就是当评估所述电离层较活跃的情况下，采用MW组合法解算。
在一实施例中，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：
1)采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：
Figure BDA0002251884020000101
其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第一和第二频率的双差载波相位观测值，▽ΔP1和▽ΔP2分别为所述第一和第二频率的双差伪距观测值，λwl为宽巷波长。
2)基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000111
在一个优选例中，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000112
进一步包括：
采用递推平均或卡尔曼滤波方式得到宽巷模糊度浮点解。例如，采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；
Figure BDA0002251884020000113
Figure BDA0002251884020000114
其中k表示累积历元数，
Figure BDA0002251884020000115
表示第k历元的双差观测值，
Figure BDA0002251884020000116
表示第k历元的双差滤波值。
3)计算宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000117
例如，采用取整或LAMBDA搜索方式得到宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000118
在一个优选例中，所述窄巷模糊度整数解采用以下方式计算：
1)基于下式采用滤波方法执行无电离层模糊度解算
Figure BDA0002251884020000119
其中Δ▽Pif为无电离层伪距观测值，Δ▽φif为无电离层载波观测值，Δ▽ρ为双差真空几何距离，mpw为对流层湿延迟投影函数，Δ▽Tzwd为对流层天顶湿延迟参数，λif为无电离层组合的波长，Δ▽Nif为无电离层组合模糊度。计算双差观测值对应的无电离层浮点模糊度
Figure BDA00022518840200001110
及对应的方差协方差阵
Figure BDA00022518840200001111
2)基于所述宽巷模糊度整数解
Figure BDA00022518840200001112
和所述无电离层浮点模糊度
Figure BDA00022518840200001113
及对应的方差协方差阵
Figure BDA00022518840200001114
计算窄巷模糊度浮点解
Figure BDA00022518840200001115
及对应的方差协方差阵
Figure BDA00022518840200001116
其中
Figure BDA0002251884020000121
3)计算第一频率窄巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000122
和第二频率窄巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000123
其中
Figure BDA0002251884020000124
所述双差大气延迟包括双差电离层延迟和双差对流层干延迟。在一个优选例中，所述采用MW组合法解算出下一历元各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算双差电离层延迟。
在一实施例中，所述双差电离层延迟通过以下方式计算：
1)获取第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，即为第一和第二频率的双差载波相位观测值分别加上第一和第二频率模糊度，如下式所示：
Figure BDA0002251884020000125
其中
Figure BDA0002251884020000126
和
Figure BDA0002251884020000127
分别为所述第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，λ1和λ2分别为所述第一和第二频率的波长。
2)计算所述电离层延迟为
Figure BDA0002251884020000128
在一实施例中，所述双差电离层延迟的标准差采用以下方式计算：
stdion＝std[Δ▽Ii]i＝1～n，其中为stdion双差电离层延迟的标准差，std[]为标准差统计算子，Δ▽Ii为一条基线一组卫星的双差电离层值，将所有基线所有卫星的双差电离层延迟纳入统计计算。
在一个优选例中，所述采用相位组合法解算出下一历元各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解。也就是当评估所述电离层较平静的情况下，采用相位组合法解算。
在一个实施例中，所述宽巷模糊度整数解采用以下方式计算：
1)采用相位组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：Δ▽φwl＝(▽Δφ1-▽Δφ2)-(▽Δρ+Δ▽Tdry)/λwl，其中▽Δρ为双差真空几何距离，Δ▽Tdry为双差对流层干延迟，▽Δφ1和▽Δφ2分别为第一和第二频率的双差载波相位观测值，λwl为宽巷波长；
2)基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000131
在一个优选例中，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000132
进一步包括：
采用递推平均或卡尔曼滤波方式得到宽巷模糊度浮点解。例如，采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；
Figure BDA0002251884020000133
Figure BDA0002251884020000134
其中k表示累积历元数，
Figure BDA0002251884020000135
表示第k历元的双差观测值，
Figure BDA0002251884020000136
表示第k历元的双差滤波值。
3)计算宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000137
例如，采用取整或LAMBDA搜索方式得到宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000138
之后，窄巷模糊度整数解、双差电离层延迟及双差电离层延迟的标准差的计算方式与上述采用MW组合法解算的计算方式相同，在此不做赘述。
本实施例中，基于当前历元的电离层延迟的标准差评估电离层活跃度，当电离层活跃度高时，采用MW组合法进行RTK解算，当电离层活跃度低时，采用相位组合法进行RTK解算，结合了MW组合法和相位组合法进行解算，提高了网络RTK解算的准确性和可靠性。
本说明书的第二实施方式涉及一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，图2为考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统的框图。该系统包括：
统计单元10，配置为统计GNSS基准站网络中上一历元所有基线所有卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；
比较单元20，配置为比较所述标准差与预设值；
解算单元30，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元。
在一个优选例中，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，所述解算单元30还被配置为：
对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。
在一个优选例中，所述预设值的范围为0.2～0.3。
在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：
采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：
Figure BDA0002251884020000141
其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第一和第二频率的双差载波相位观测值，▽ΔP1和▽ΔP2分别为所述第一和第二频率的双差伪距观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000142
计算宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000143
在一个优选例中，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，所述宽巷模糊度整数解采用以下方式计算：
采用相位组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：Δ▽φwl＝(▽Δφ1-▽Δφ2)-(▽Δρ+Δ▽Tdry)/λwl，其中▽Δρ为双差真空几何距离，Δ▽Tdry为双差对流层干延迟，▽Δφ1和▽Δφ2分别为第一和第二频率的双差载波相位观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000151
计算宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000152
在一个优选例中，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000153
进一步包括：
采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；
Figure BDA0002251884020000154
Figure BDA0002251884020000155
其中k表示累积历元数，
Figure BDA0002251884020000156
表示第k历元的双差观测值，
Figure BDA0002251884020000157
表示第k历元的双差滤波值。
在一个优选例中，所述窄巷模糊度整数解采用以下方式计算：
基于下式采用滤波方法执行无电离层模糊度解算
Figure BDA0002251884020000158
其中Δ▽Pif为无电离层伪距观测值，Δ▽φif为无电离层载波观测值，Δ▽ρ为双差真空几何距离，mpw为对流层湿延迟投影函数，Δ▽Tzwd为对流层天顶湿延迟参数，λif为无电离层组合的波长，Δ▽Nif为无电离层组合模糊度，得到双差观测值对应的无电离层浮点模糊度
Figure BDA0002251884020000161
及对应的方差协方差阵
Figure BDA0002251884020000162
基于所述宽巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000163
和所述无电离层浮点模糊度
Figure BDA0002251884020000164
及对应的方差协方差阵
Figure BDA0002251884020000165
计算窄巷模糊度浮点解
Figure BDA0002251884020000166
及对应的方差协方差阵
Figure BDA0002251884020000167
其中
Figure BDA0002251884020000168
计算第一频率窄巷模糊度整数解
Figure BDA0002251884020000169
和第二频率窄巷模糊度整数解
Figure BDA00022518840200001610
其中
Figure BDA00022518840200001611
在一个优选例中，所述双差电离层延迟通过以下方式计算：
获取第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，
Figure BDA00022518840200001612
其中
Figure BDA00022518840200001613
和
Figure BDA00022518840200001614
分别为所述第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，λ1和λ2分别为所述第一和第二频率的波长；
计算所述电离层延迟为
Figure BDA00022518840200001615
第一实施方式是与本实施方式相对应的系统实施方式，第一实施方式中的技术细节可以应用于本实施方式，本实施方式中的技术细节也可以应用于第一实施方式。
需要说明的是，本领域技术人员应当理解，上述考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统的实施方式中所示的各模块的实现功能可参照前述考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法的相关描述而理解。上述在考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统的实施方式中所示的各模块的功能可通过运行于处理器上的程序(可执行指令)而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。本说明书实施例上述考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本说明书实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本说明书各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本说明书实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
相应地，本说明书实施方式还提供一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现本说明书的各方法实施方式。计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于，相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
此外，本说明书实施方式还提供一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其中包括用于存储计算机可执行指令的存储器，以及，处理器；该处理器用于在执行该存储器中的计算机可执行指令时实现上述各方法实施方式中的步骤。
在一个实施例中，其中，该处理器可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，简称“CPU”)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，简称“DSP”)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称“ASIC”)等。前述的存储器可以是只读存储器(read-only memory，简称“ROM”)、随机存取存储器(random access memory，简称“RAM”)、快闪存储器(Flash)、硬盘或者固态硬盘等。本发明各实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。在一个实施例中，该考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统还包括总线和通信接口。处理器、存储器和通信接口都通过总线相互连接。通信接口可以是无线通信接口也可以是有线通信接口，用于使得处理器能够与其他的系统通信。
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。
在本说明书提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本说明书的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的保护范围之内。
在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描述的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

Claims (17)

1.一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，包括：
统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；
比较所述标准差与预设值，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元；
重复上述步骤直至所有历元完成解算。
2.如权利要求1所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，还包括：
对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。
3.如权利要求1所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述预设值的范围为0.2～0.3。
4.如权利要求1所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：
采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：
Figure FDA0002251884010000011
其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第一和第二频率的双差载波相位观测值，▽ΔP1和▽ΔP2分别为所述第一和第二频率的双差伪距观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure FDA0002251884010000021
计算宽巷模糊度整数解
Figure FDA0002251884010000022
5.如权利要求1所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，所述宽巷模糊度整数解采用以下方式计算：
采用相位组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：Δ▽φwl＝(▽Δφ1-▽Δφ2)-(▽Δρ+Δ▽Tdry)/λwl，其中▽Δρ为双差真空几何距离，Δ▽Tdry为双差对流层干延迟，▽Δφ1和▽Δφ2分别为第一和第二频率的双差载波相位观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure FDA0002251884010000023
计算宽巷模糊度整数解
Figure FDA0002251884010000024
6.如权利要求4或5所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure FDA0002251884010000025
进一步包括：
采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；
Figure FDA0002251884010000026
Figure FDA0002251884010000027
其中k表示累积历元数，
Figure FDA0002251884010000028
表示第k历元的双差观测值，
Figure FDA0002251884010000029
表示第k历元的双差滤波值。
7.如权利要求4或5所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述窄巷模糊度整数解采用以下方式计算：
基于下式采用滤波方法执行无电离层模糊度解算
Figure FDA0002251884010000031
其中Δ▽Pif为无电离层伪距观测值，Δ▽φif为无电离层载波观测值，Δ▽ρ为双差真空几何距离，mpw为对流层湿延迟投影函数，Δ▽Tzwd为对流层天顶湿延迟参数，λif为无电离层组合的波长，Δ▽Nif为无电离层组合模糊度，得到双差观测值对应的无电离层浮点模糊度
Figure FDA0002251884010000032
及对应的方差协方差阵
Figure FDA0002251884010000033
基于所述宽巷模糊度整数解
Figure FDA0002251884010000034
和所述无电离层浮点模糊度
Figure FDA0002251884010000035
及对应的方差协方差阵
Figure FDA0002251884010000036
计算窄巷模糊度浮点解
Figure FDA0002251884010000037
及对应的方差协方差阵
Figure FDA0002251884010000038
其中
Figure FDA0002251884010000039
计算第一频率窄巷模糊度整数解
Figure FDA00022518840100000310
和第二频率窄巷模糊度整数解
Figure FDA00022518840100000311
其中
Figure FDA00022518840100000312
8.如权利要求7所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算方法，其特征在于，所述双差电离层延迟通过以下方式计算：
获取第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，
Figure FDA00022518840100000313
其中
Figure FDA00022518840100000314
和
Figure FDA00022518840100000315
分别为所述第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，λ1和λ2分别为所述第一和第二频率的波长；
计算所述电离层延迟为
Figure FDA00022518840100000316
9.一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，包括：
统计单元，配置为统计GNSS基准站网络中上一历元所有基线所有卫星的双差电离层延迟的标准差，以评估电离层活跃度；
比较单元，配置为比较所述标准差与预设值；
解算单元，当所述标准差大于或等于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟；当所述标准差小于所述预设值时，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，其中所述当前历元起始于第二历元。
10.如权利要求9所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，所述统计GNSS基准站网络中上一历元各基线上每颗卫星的双差电离层延迟的标准差之前，所述解算单元还被配置为：
对所述GNSS基准站网络的第一历元采所述用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟。
11.如权利要求9所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，所述GNSS基准站网络的当前历元采用MW组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，采用以下方式计算所述宽巷模糊度整数解：
采用MW组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：
Figure FDA0002251884010000041
其中f1和f2分别为第一和第二频率，▽Δφ1和▽Δφ2分别为所述第一和第二频率的双差载波相位观测值，▽ΔP1和▽ΔP2分别为所述第一和第二频率的双差伪距观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure FDA0002251884010000042
计算宽巷模糊度整数解
Figure FDA0002251884010000043
12.如权利要求9所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，所述GNSS基准站网络的当前历元采用相位组合法解算出各条基线上每颗卫星的模糊度整数解及双差大气延迟，进一步包括：计算宽巷模糊度整数解和窄巷模糊度整数解，所述宽巷模糊度整数解采用以下方式计算：
采用相位组合法计算出双差宽巷模糊度的单历元值；
所述单历元值为：Δ▽φwl＝(▽Δφ1-▽Δφ2)-(▽Δρ+Δ▽Tdry)/λwl，其中▽Δρ为双差真空几何距离，Δ▽Tdry为双差对流层干延迟，▽Δφ1和▽Δφ2分别为第一和第二频率的双差载波相位观测值，λwl为宽巷波长；
基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure FDA0002251884010000051
计算宽巷模糊度整数解
Figure FDA0002251884010000052
13.如权利要求11或12所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，所述基于所述单历元值计算宽巷模糊度浮点解
Figure FDA0002251884010000053
进一步包括：
采用递推平均方式计算出所述宽巷模糊度浮点解为；
Figure FDA0002251884010000054
Figure FDA0002251884010000055
其中k表示累积历元数，
Figure FDA0002251884010000056
表示第k历元的双差观测值，
Figure FDA0002251884010000057
表示第k历元的双差滤波值。
14.如权利要求11或12所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，所述窄巷模糊度整数解采用以下方式计算：
基于下式采用滤波方法执行无电离层模糊度解算
Figure FDA0002251884010000058
其中Δ▽Pif为无电离层伪距观测值，Δ▽φif为无电离层载波观测值，Δ▽ρ为双差真空几何距离，mpw为对流层湿延迟投影函数，Δ▽Tzwd为对流层天顶湿延迟参数，λif为无电离层组合的波长，Δ▽Nif为无电离层组合模糊度，得到双差观测值对应的无电离层浮点模糊度
Figure FDA0002251884010000061
及对应的方差协方差阵
Figure FDA0002251884010000062
基于所述宽巷模糊度整数解
Figure FDA0002251884010000063
和所述无电离层浮点模糊度
Figure FDA0002251884010000064
及对应的方差协方差阵
Figure FDA0002251884010000065
计算窄巷模糊度浮点解
Figure FDA0002251884010000066
及对应的方差协方差阵
Figure FDA0002251884010000067
其中
Figure FDA0002251884010000068
计算第一频率窄巷模糊度整数解
Figure FDA0002251884010000069
和第二频率窄巷模糊度整数解
Figure FDA00022518840100000610
其中
Figure FDA00022518840100000611
15.如权利要求14所述的考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，所述双差电离层延迟通过以下方式计算：
获取第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，
Figure FDA00022518840100000612
其中
Figure FDA00022518840100000613
和
Figure FDA00022518840100000614
分别为所述第一和第二频率恢复模糊度的载波相位观测值，λ1和λ2分别为所述第一和第二频率的波长；
计算所述电离层延迟为
Figure FDA00022518840100000615
16.一种考虑电离层活跃度的网络RTK解算系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机可执行指令；以及
处理器，与所述存储器耦合，用于在执行所述计算机可执行指令时实现如权利要求1至8中任意一项所述的方法中的步骤。
17.一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中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述方法中的步骤。
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