CN113064189B - 一种新模式差分rtk定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新模式差分RTK定位方法，首先，利用参考站观测数据建立观测方程，对待估参数进行参数重组形成列满秩的观测方程，进而利用连续历元的观测数据求解得到参数(这些参数成为状态域改正数)，用户通过网络等方式获得状态域改正数并进行多项式外推，用外推的状态与改正数修正用户观测数据，再用修正后的观测数据实现精密定位。本发明针对多频多模GNSS卫星数据特点设计；适用于短基线和长基线的服务模式；适用于多频多模的卫星数据处理应用；基于参考站提供的状态域改正数，可有效降低改正数播发的频率；与传统RTK的观测域改正数相比，状态域改正数意义更明确，且兼容传统基于观测域改正数的误差内容，算法更具有普适性。

Description

一种新模式差分RTK定位方法
技术领域
本发明涉及GNSS卫星导航定位数据处理领域，尤其涉及一种采用状态域改正数的RTK定位新方法。
背景技术
采用全球卫星导航系统提供的实时相对动态定位服务以方便、高效、快捷的服务优势已经广泛应用到各行各业。目前，基准站提供的改正数通常采用观测域的方式表示，然后采用网络等方式发送给用户端进行精密定位。然而，高播发频率的观测域改正才能保证用户端可靠的模糊度固定，进而得到用户厘米级的位置。
目前对于采用观测域改正数模式的RTK定位，参考站生成改正数的方式比较简便。通常基准站的坐标是已知的，通过固定卫星和参考站的坐标，将参考站的观测值扣除几何距离后的剩余观测值全部发送给用户端，用户端修正后可进行可靠的模糊度固定。观测域改正数采用一种误差内容混合的模式进行播发，没有充分利用误差的时间和空间的变化特性，因此高频率的改正数是必要的。
发明内容
本发明的目的在于通过状态域改正数的改正数播发模式有效降低改正数播发的频率且兼容传统基于观测域改正数的误差内容，算法更具有普适性。
本发明提出的状态域改正数模式是将参考站的观测值扣除卫地距后的剩余观测值进行误差分类，分别计算出不同误差的量值和相应的方差，然后通过网络的方式发送给用户进行精密定位。在误差处理的过程中充分考虑不同误差的时空特性，对于受时间影响后变化不显著的误差，可以降低发送频率；对于受时间和空间影响较大的误差，可以对误差的变化进行规律统计，进而为用户端误差的改正提供更恰当的模型。
本发明提出一种基于状态域改正数的新模式差分RTK定位方法，克服了高速率改正的播发，且兼容观测域改正数的误差内容，算法具有更高的适应性和稳定性。
技术方案：
一种新模式差分RTK定位方法，包括：
步骤L1：获取基准站多频多模实时连续的伪距和相位观测数据，根据所述实时GNSS观测数据列立观测方程；
步骤L2：选取长度为k的历史时间窗口，判断所述基准站的当前累积观测历元数是否小于k，其中，k在5≤k≤10范围内取值，k为正整数；
若是，进入步骤L2；
若否，进入步骤L3；
步骤L3：根据步骤L2所述的基准站观测数据建立观测方程，对基准站观测方程进行参数重组形成列满秩的观测方程，进而生成历元k0时的状态域改正数，其中k≥k0；
步骤L4：获取观测对象当前历元l的伪距和相位观测数据，其中，l≥k，l为正整数；根据所述列立观测对象当前历元l的观测方程；
步骤L5：根据步骤L3所述的历元k0时的状态域改正数，将改正数外推到观测对象当前历元l时刻；
步骤L6：根据步骤L5所述的当前历元l时刻的状态域改正数，对观测对象的观测值进行修正，通过参数重组形成列满秩的观测方程，进而得到观测对象当前历元l时刻的位置参数解。
可选的，在上述一种新模式差分RTK定位方法中，所述步骤L1包括：
获取所述基准站多频多模实时连续的伪距和相位观测数据；
对所述基准站实时GNSS观测数据进行数据预处理；
列立非差相位与伪距观测方程。
可选的，在上述一种新模式差分RTK定位方法中，对所述实时基准站观测数据进行数据预处理的步骤包括：
基准站的卫星截止高度角设置、粗差探测与处理以及卫星和接收机的天线相位中心偏差和天线相位中心变化的改正。
可选的，在上述一种新模式差分RTK定位方法中，所述步骤L3包括：
分析并选择基准站观测方程的基准参数；
根据选取的基准参数形成列满秩的基准站观测方程；
根据所述列满秩的基准站观测方程生成历元k0时刻的状态域改正数。
可选的，在上述一种新模式差分RTK定位方法中，所述步骤L4包括：
获取所述观测对象多频多模实时连续的伪距和相位观测数据；
对所述观测对象实时GNSS观测数据进行数据预处理，包括：
观测对象的卫星截止高度角设置、粗差探测与处理以及卫星和接收机的天线相位中心偏差和天线相位中心变化的改正。
列立观测对象非差相位与伪距观测方程。
可选的，在上述一种新模式差分RTK定位方法中，所述步骤L5还包括：
依据历元k0时的状态域改正数，将状态域改正数外推到当前历元l时刻。
可选的，在上述一种新模式差分RTK定位方法中，所述步骤L6还包括：
将所述当前历元l时刻的状态域改正数进行组合；
分析并选择观测对象观测方程的基准参数；
根据选取的基准参数形成列满秩的观测方程；
可选的，在上述一种新模式差分RTK定位方法中，所述步骤L6还包括：根据所述观测对象列满秩的观测方程得到位置参数和模糊度参数的浮点解，采用LAMBDA进行整数模糊度固定；
若固定成功，则输出所述观测对象位置参数固定解；
若固定失败，则输出所述观测对象位置参数浮点解。
综上所述，本发明采用状态域改正数的模式，通过对基准站的观测误差进行分离，将各个误差的变化特性信息进行有效利用，降低了改正数的播发频率，且有效兼容观测域改正数的误差内容，提高了方法的可用性。
具体的，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
现有的RTK作业模式是通过基准站实时播发的观测域改正数的方式进行实现。用户端接收改正数进行解码和修正观测值，以此实现高可靠的模糊度固定和高精度的导航定位。然而，观测域模式的改正数有一定的局限性。虽然观测域改正数的生成方式比较容易，但是在实际应用中，用户端接收改正数的时刻往往要迟于观测域改正数的参考时刻。因此，用户端在利用观测域改正数时需采用一定的方法进行外推。但由于观测域改正数是将基准站每颗卫星的所有误差表达为一个数值发送给用户，不同误差的特性是不同的，用户在进行外推时会有一定的精度损失。所以，对于采用观测域改正数的用户端，高频率的改正数是保障用户端精密定位的前提，但这大大提高了通讯的成本，且不利于大规模的用户服务。
采用状态域改正数的模式可有效避免上述观测域改正数模式的弊端。状态域改正数的优点在于对所有的观测误差进行分离表示，并可充分顾及不同误差的时空特性进行改正数的播发。同时，为解决改正数播发存在时延的问题，本发明对在时空域变化显著的误差，例如电离层参数，除提供改正数本身外，改正数的变化速率也提供给用户，以此方便用户进行合理外推。
附图说明
图1为本发明一优选实施例中的一种新模式差分RTK定位方法流程示意图；
图2为图1中步骤L1的具体流程示意图；
图3为图1中步骤L3的具体流程示意图；
图4为图1中步骤L6的具体流程示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参考图1，本发明一优选实施例中，一种新模式差分RTK定位方法包括：
步骤L1：获取基准站多频多模实时连续的伪距和相位观测数据，根据所述实时GNSS观测数据列立观测方程；
具体的，参考图2，步骤L1包括(步骤L1为本领域常规技术)：
步骤L11：获取所述基准站多频多模实时连续的伪距和相位观测数据。
步骤L12：对所述基准站实时GNSS观测数据进行数据预处理。
数据预处理包括但不限于基准站的卫星截止高度角设置、粗差探测与处理以及卫星和接收机的天线相位中心偏差和天线相位中心变化的改正，本发明对此不做任何限制。
优选的，采用的高度角定权公式为：
Figure BDA0002993635930000051
其中，下标m表示第m颗卫星，θ表示其高度角，σ0是验前单位权中误差，σ是当前观测值的验前标准差。
步骤L13：列立基准站非差相位与伪距观测方程。
所述非差相位与伪距观测方程如下：
Figure BDA0002993635930000052
Figure BDA0002993635930000053
Figure BDA0002993635930000054
且
Figure BDA0002993635930000055
E(·)为期望算子。对角矩阵Λ为Λ＝diag(λ1,...,λf),分别联系模糊度
Figure BDA0002993635930000056
接收机和卫星的相位硬件延迟δr＝[δr,1,…,δr,f]T和
Figure BDA0002993635930000057
接收机钟差和卫星钟差分别为dtr和dts。接收机和卫星的伪距硬件延迟分别为dr＝[dr,1,…,dr,f]T和
Figure BDA0002993635930000058
Figure BDA0002993635930000059
表示第一个频率上的一阶电离层延迟，其相应的系数向量μ＝[μ1,…,μf]T,其中
Figure BDA00029936359300000510
e为f维全为1的向量e＝[1,...,1]T。
下面将多历元观测方程进行矩阵表示，定义如下矩阵：
Figure BDA00029936359300000511
Figure BDA00029936359300000512
e0＝[eT eT]T。然后，方程(2)和(3)表示为：
Figure BDA00029936359300000513
其中，
Figure BDA00029936359300000514
i表示第i个历元，i＝1,...,k。
步骤L2：选取长度为k的时间窗口，判断所述基准站的当前累积观测历元数是否小于k，其中，k在5≤k≤10之间取值，k为正整数；
若是，进入步骤L2；
若否，进入步骤L3；
步骤L3：根据所述的基准站观测方程，对基准站观测方程进行参数重组形成列满秩的基准站观测方程，并生成历元k0时的状态域改正数，其中k≥k0。
具体的，参考图3，步骤L3包括：
步骤L31：分析并选择基准站观测方程的基准参数；
由方程(2)和(3)得知，参数之间存在相关性导致方程列秩亏。因此需要采用参数重组的方式获得列满秩的基准站观测方程。
首先，由于Ⅰ:卫星钟差和接收机钟差，Ⅱ:卫星码偏差和接收机码偏差，Ⅲ:卫星相位偏差和接收机相位偏差的秩亏数分别为1，因此，选取对应的参数作为基准：接收机钟差dtr(1)，接收机码偏差dr,j(1)，接收机相位偏差δr,j(1)。
由于Ⅳ:卫星钟差、卫星码偏差和卫星相位偏差的秩亏数为s，因此，选取对应的参数作为基准：
Figure BDA0002993635930000061
由于Ⅴ:卫星相位偏差和卫星模糊度的秩亏数为f*s，因此，选取对应的参数作为基准：
Figure BDA0002993635930000062
即每个频率的某颗卫星的模糊度。
由于Ⅵ:卫星码偏差、相位偏差和卫星斜路径的电离层延迟的秩亏数为s，因此，选取对应的参数作为基准：
Figure BDA0002993635930000063
为估计电离层和卫星钟差的变化率，另外需要选定的基准为：接收机钟差dtr(2)。
步骤L32：根据选取的基准参数获得可估的基准站观测方程；
根据所述的基准参数，基准站满秩可估的待估参数的形式分别为：
接收机钟差：
Figure BDA0002993635930000064
卫星钟差：
Figure BDA0002993635930000065
接收机码偏差：
Figure BDA0002993635930000066
接收机相位偏差：
Figure BDA0002993635930000067
卫星码偏差：
Figure BDA0002993635930000068
Figure BDA0002993635930000069
卫星相位偏差：
Figure BDA0002993635930000071
Figure BDA0002993635930000072
电离层延迟：
Figure BDA0002993635930000073
电离层速度项：
Figure BDA0002993635930000074
卫星钟差速度项：
Figure BDA0002993635930000075
因此，基准站满秩可估的观测方程为：
Figure BDA0002993635930000076
步骤L33：根据所述列满秩的基准站观测方程生成状态域改正数；
优选的，本发明使用卡尔曼滤波求解，其动力学模型为：
Figure BDA0002993635930000077
其中，τ表示历元采用间隔。
结合公式(7)和(8)，通过卡尔曼滤波的方式生成历元k0时的状态域改正数为：
卫星偏差：
Figure BDA0002993635930000078
卫星钟差和电离层参数：
Figure BDA0002993635930000079
步骤L4：获取观测对象当前历元l时刻的伪距和相位观测数据，其中，l≥k，l为正整数；根据所述列立观测对象当前历元l时刻的观测方程；
步骤L41：获取所述观测对象多频多模实时连续的伪距和相位观测数据。
步骤L42：对所述观测对象实时GNSS观测数据进行数据预处理。
数据预处理包括但不限于观测对象的卫星截止高度角设置、粗差探测与处理以及卫星和接收机的天线相位中心偏差和天线相位中心变化的改正，本发明对此不做任何限制。
优选的，采用的高度角定权公式为：
Figure BDA00029936359300000710
其中，下标m表示第m颗卫星，θ表示其高度角，σ0是验前单位权中误差，σ是当前观测值的验前标准差。
步骤L43：列立观测对象非差相位与伪距观测方程。
Figure BDA0002993635930000081
Figure BDA0002993635930000082
其中，
Figure BDA0002993635930000083
分别为观测对象接收机u的相位和伪距观测值减去计算值在频率j(j＝1,…,f)的s颗卫星(s＝1,…,m)。卫星和接收机的距离增量
Figure BDA0002993635930000084
包含用户的位置增量Δxu和天顶对流层延迟。其他符合的含义同前。
步骤L5：根据所述的历元k0时的状态域改正数，将改正数外推到观测对象当前历元l时刻。
将历元k0时的状态域改正数外推到观测对象历元l时刻的公式为：
Figure BDA0002993635930000085
Figure BDA0002993635930000086
其中，(l-k)τ为时延。
步骤L6：根据所述的当前历元l时刻的状态域改正数，对观测对象的观测值进行修正，通过参数重组的方式获得列满秩的观测方程，进而得到观测对象当前历元l时刻的位置参数解。
具体的，参考图4，步骤L6包括：
步骤L61：对状态域改正数进行组合并修正观测对象的观测值；
基准站的状态域改正数通过网络等方式发送给观测对象，观测对象通过解码后获得电离层、卫星钟差、卫星端的码硬件延迟和相位硬件延迟。令：
Figure BDA0002993635930000087
我们得到状态域改正数的组合形式：
Figure BDA0002993635930000088
然后应用公式(14)到
Figure BDA0002993635930000089
即修正观测对象的观测值。
步骤L62：分析并选择观测对象观测方程的基准参数；
通过公式(10)和(11)知，观测对象的伪距和相位观测方程是列秩亏的，因此需要采用同基准站相同的策略进行参数重组，进而形成列满秩的观测方程。
因为公式(14)可消除观测对象的卫星端的观测误差，包括：卫星钟差、卫星码偏差和卫星相位偏差。因此观测方程只剩：接收机钟差、接收机码偏差、接收机相位偏差、电离层、模糊度和观测对象位置参数。
首先，由于Ⅰ:接收机钟差、接收机码偏差和接收机相位偏差的秩亏数为1，因此，选取对应的参数作为基准：dtr,IF(1)。
由于Ⅱ:接收机相位偏差和模糊度的秩亏数为f，因此，选取对应的参数作为基准：
Figure BDA0002993635930000091
Ⅲ:接收机码偏差、接收机相位偏差和卫星斜路径的电离层延迟的秩亏数为1，因此，选取对应的参数作为基准：dr,GF(1)。
步骤L63：根据选取的基准参数获得可估的观测对象的观测方程；
根据所述的基准参数，观测对象可估的待估参数的形式分别为：
位置参数：
Figure BDA0002993635930000092
电离层参数：
Figure BDA0002993635930000093
模糊度：
Figure BDA0002993635930000094
接收机钟差：
Figure BDA0002993635930000095
接收机相位偏差：
Figure BDA0002993635930000096
接收机码偏差：
Figure BDA0002993635930000097
因此，观测列满秩的观测方程为：
Figure BDA0002993635930000098
Figure BDA0002993635930000099
其中，s＝2,…,m。
Figure BDA00029936359300000910
μ0＝[-μT,μ]T,
Figure BDA00029936359300000911
可选的，步骤L6还包括：根据所述观测对象列满秩的观测方程得到位置参数和模糊度参数的浮点解，采用LAMBDA进行整数模糊度固定；
若固定成功，则输出所述观测对象位置参数固定解；
若固定失败，则输出所述观测对象位置参数浮点解。
综上所述，本发明采用状态域改正数的模式，通过对基准站的观测误差进行分离，将各个误差的变化特性信息进行有效利用，降低了改正数的播发频率，且有效兼容观测域改正数的误差内容，提高了方法的可用性。
具体的，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
现有的RTK作业模式是通过基准站实时播发的观测域改正数的方式进行实现。用户端接收改正数进行解码和修正观测值，以此实现高可靠的模糊度固定和高精度的导航定位。然而，观测域模式的改正数有一定的局限性。虽然观测域改正数的生成方式比较容易，但是在实际应用中，用户端接收改正数的时刻往往要迟于观测域改正数的参考时刻。因此，用户端在利用观测域改正数时需采用一定的方法进行外推。但由于观测域改正数是将基准站每颗卫星的所有误差表达为一个数值发送给用户，不同误差的特性是不同的，用户在进行外推时会有一定的精度损失。所以，对于采用观测域改正数的用户端，高频率的改正数是保障用户端精密定位的前提，但这大大提高了通讯的成本，且不利于大规模的用户服务。
采用状态域改正数的模式可有效避免上述观测域改正数模式的弊端。状态域改正数的优点在于对所有的观测误差进行分离表示，并可充分顾及不同误差的时空特性进行改正数的播发。同时，为解决改正数播发存在时延的问题，本发明对在时空域变化显著的误差，例如电离层参数，除提供改正数本身外，改正数的变化速率也提供给用户，以此方便用户进行合理外推。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新模式差分RTK定位方法，其特征在于，包括：
步骤L1：获取基准站多频多模实时连续的伪距和相位观测数据，根据所述实时GNSS观测数据列立观测方程；
步骤L2：选取长度为k的历史时间窗口，判断所述基准站的当前累积观测历元数是否小于k，其中，k在5≤k≤10范围内取值，k为正整数；
若是，进入步骤L2；
若否，进入步骤L3；
步骤L3：根据步骤L2所述的基准站观测数据建立观测方程，对基准站观测方程进行参数重组形成列满秩的观测方程，进而生成历元k0时的状态域改正数，其中k≥k0；
所述步骤L3包括：
步骤L31：分析并选择基准站观测方程的基准参数；
由于Ⅰ:卫星钟差和接收机钟差，Ⅱ:卫星码偏差和接收机码偏差，Ⅲ:卫星相位偏差和接收机相位偏差的秩亏数分别为1，因此，选取对应的参数作为基准：接收机钟差dtr(1)，接收机码偏差dr,j(1)，接收机相位偏差δr,j(1)；
由于Ⅳ:卫星钟差、卫星码偏差和卫星相位偏差的秩亏数为s，因此，选取对应的参数作为基准：
Figure FDA0003824260640000011
由于Ⅴ:卫星相位偏差和卫星模糊度的秩亏数为f*s，因此，选取对应的参数作为基准：
Figure FDA0003824260640000012
即每个频率的某颗卫星的模糊度；
由于Ⅵ:卫星码偏差、相位偏差和卫星斜路径的电离层延迟的秩亏数为s，因此，选取对应的参数作为基准：
Figure FDA0003824260640000013
为估计电离层和卫星钟差的变化率，另外需要选定的基准为：接收机钟差dtr(2)；
步骤L32：根据选取的基准参数形成列满秩的基准站观测方程；
根据所述的基准参数，基准站满秩可估的待估参数的形式分别为：
接收机钟差：
Figure FDA0003824260640000014
卫星钟差：
Figure FDA0003824260640000015
接收机码偏差：
Figure FDA0003824260640000016
接收机相位偏差：
Figure FDA0003824260640000017
卫星码偏差：
Figure FDA0003824260640000021
Figure FDA0003824260640000022
Figure FDA0003824260640000023
卫星相位偏差：
Figure FDA0003824260640000024
Figure FDA0003824260640000025
电离层延迟：
Figure FDA0003824260640000026
电离层速度项：
Figure FDA0003824260640000027
卫星钟差速度项：
Figure FDA0003824260640000028
因此，基准站满秩可估的观测方程为：
Figure FDA0003824260640000029
步骤L33：根据所述列满秩的基准站观测方程生成历元k0时刻的状态域改正数；
使用卡尔曼滤波求解，其动力学模型为：
Figure FDA00038242606400000210
其中，τ表示历元采用间隔；
结合公式(7)和(8)，通过卡尔曼滤波的方式生成历元k0时的状态域改正数为：
卫星偏差：
Figure FDA00038242606400000211
卫星钟差和电离层参数：
Figure FDA00038242606400000212
步骤L4：获取观测对象当前历元l的伪距和相位观测数据，其中，l≥k，l为正整数；根据所述列立观测对象当前历元l的观测方程；
步骤L5：根据步骤L3所述的历元k0时的状态域改正数，将改正数外推到观测对象当前历元l时刻；
步骤L6：根据步骤L5所述的当前历元l时刻的状态域改正数，对观测对象的观测值进行修正，通过参数重组形成列满秩的观测方程，进而得到观测对象当前历元l时刻的位置参数解。
2.如权利要求1所述的一种新模式差分RTK定位方法，其特征在于，所述步骤L1包括：
获取所述基准站多频多模实时连续的伪距和相位观测数据；
对所述基准站实时GNSS观测数据进行数据预处理；
列立非差相位与伪距观测方程。
3.如权利要求2所述的一种新模式差分RTK定位方法，其特征在于，对所述实时基准站观测数据进行数据预处理的步骤包括：
基准站的卫星截止高度角设置、粗差探测与处理以及卫星和接收机的天线相位中心偏差和天线相位中心变化的改正。
4.如权利要求1所述的一种新模式差分RTK定位方法，其特征在于，所述步骤L4包括：
步骤L41：获取所述观测对象多频多模实时连续的伪距和相位观测数据；
步骤L42：对所述观测对象实时GNSS观测数据进行数据预处理，包括：
数据预处理包括但不限于观测对象的卫星截止高度角设置、粗差探测与处理以及卫星和接收机的天线相位中心偏差和天线相位中心变化的改正；
采用的高度角定权公式为：
Figure FDA0003824260640000031
其中，下标m表示第m颗卫星，θ表示其高度角，σ0是验前单位权中误差，σ是当前观测值的验前标准差；
步骤L43：列立观测对象非差相位与伪距观测方程；
Figure FDA0003824260640000032
Figure FDA0003824260640000033
其中，
Figure FDA0003824260640000034
分别为观测对象接收机u的相位和伪距观测值减去计算值在频率j(j＝1,…,f)的s颗卫星(s＝1,…,m)；卫星和接收机的距离增量
Figure FDA0003824260640000035
包含用户的位置增量Δxu和天顶对流层延迟。
5.如权利要求1所述的一种新模式差分RTK定位方法，其特征在于，所述步骤L5包括：
依据历元k0时的状态域改正数，将状态域改正数外推到当前历元l时刻。
6.如权利要求1所述的一种新模式差分RTK定位方法，其特征在于，所述步骤L6还包括：
步骤L61：对状态域改正数进行组合并修正观测对象的观测值；
基准站的状态域改正数通过网络等方式发送给观测对象，观测对象通过解码后获得电离层、卫星钟差、卫星端的码硬件延迟和相位硬件延迟；令：
Figure FDA0003824260640000041
我们得到状态域改正数的组合形式：
Figure FDA0003824260640000042
然后应用公式(14)到
Figure FDA0003824260640000043
即修正观测对象的观测值；
步骤L62：分析并选择观测对象观测方程的基准参数；
通过公式(10)和(11)知，观测对象的伪距和相位观测方程是列秩亏的，因此需要采用同基准站相同的策略进行参数重组，进而形成列满秩的观测方程；
因为公式(14)可消除观测对象的卫星端的观测误差，包括：卫星钟差、卫星码偏差和卫星相位偏差；因此观测方程只剩：接收机钟差、接收机码偏差、接收机相位偏差、电离层、模糊度和观测对象位置参数；
首先，由于Ⅰ:接收机钟差、接收机码偏差和接收机相位偏差的秩亏数为1，因此，选取对应的参数作为基准：dtr,IF(1)；
由于Ⅱ:接收机相位偏差和模糊度的秩亏数为f，因此，选取对应的参数作为基准：
Figure FDA0003824260640000044
Ⅲ:接收机码偏差、接收机相位偏差和卫星斜路径的电离层延迟的秩亏数为1，因此，选取对应的参数作为基准：dr,GF(1)；
步骤L63：根据选取的基准参数获得可估的观测对象的观测方程；
根据所述的基准参数，观测对象可估的待估参数的形式分别为：
位置参数：
Figure FDA0003824260640000045
电离层参数：
Figure FDA0003824260640000046
模糊度：
Figure FDA0003824260640000047
接收机钟差：
Figure FDA0003824260640000048
接收机相位偏差：
Figure FDA0003824260640000049
接收机码偏差：
Figure FDA0003824260640000051
因此，观测列满秩的观测方程为：
Figure FDA0003824260640000052
Figure FDA0003824260640000053
其中，s＝2,…,m；
Figure FDA0003824260640000054
μ0＝[-μT,μ]T,
Figure FDA0003824260640000055
7.如权利要求1所述的一种新模式差分RTK定位方法，其特征在于，所述步骤L6还包括：根据所述观测对象列满秩的观测方程得到位置参数和模糊度参数的浮点解，采用LAMBDA进行整数模糊度固定；
若固定成功，则输出所述观测对象位置参数固定解；
若固定失败，则输出所述观测对象位置参数浮点解。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107797126A (zh) * 2017-09-26 2018-03-13 东南大学 基于星型网络的bds/gps广播式网络rtk算法
CN111381262A (zh) * 2020-05-29 2020-07-07 航天宏图信息技术股份有限公司 一种北斗三号精密单点定位参数优化方法和装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9651667B2 (en) * 2007-06-22 2017-05-16 Trimble Inc. Combined cycle slip indicators for regionally augmented GNSS
NL2009695C2 (en) * 2012-10-25 2014-05-06 Fugro N V Ppp-rtk method and system for gnss signal based position determination.
CN108535749B (zh) * 2018-03-19 2022-05-31 千寻位置网络有限公司 基于cors的定位增强方法及系统、定位系统
CN111123295B (zh) * 2018-11-01 2022-03-25 千寻位置网络有限公司 基于ssr的定位方法及装置、定位系统
CN110531392A (zh) * 2019-04-03 2019-12-03 南京航空航天大学 一种基于ppp算法的高精度定位方法和系统
CN111190203B (zh) * 2020-01-14 2021-10-08 中国科学院测量与地球物理研究所 基于非差观测模型和消秩亏的ppp-rtk定位方法
AU2020101276B4 (en) * 2020-01-23 2021-04-01 Yongchao Wang Systems and methods for processing GNSS data streams for determination of hardware and atmosphere-delays
CN111505685B (zh) * 2020-04-15 2022-03-15 中国科学院国家授时中心 一种基于改正系统间偏差的多系统组合rtk模型的定位方法
CN112014860B (zh) * 2020-07-20 2023-07-14 中国科学院空天信息创新研究院 一种基于北斗ppp-rtk的低轨卫星时空基准建立方法
CN112327341B (zh) * 2020-10-21 2023-07-14 北京航空航天大学 一种通过网络辅助gnss终端实现亚米级定位的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107797126A (zh) * 2017-09-26 2018-03-13 东南大学 基于星型网络的bds/gps广播式网络rtk算法
CN111381262A (zh) * 2020-05-29 2020-07-07 航天宏图信息技术股份有限公司 一种北斗三号精密单点定位参数优化方法和装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A framework for inertial sensor calibration using complex stochastic error models;Yannick Stebler et al.;《Proceedings of the 2012 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium》;20121231;全文 *
BDS/GPS非差多频实时动态定位算法研究;刘扬等;《测绘科学》;20180911(第12期);全文 *
卡尔曼滤波的中长基线非差RTK算法;赵硕等;《测绘科学》;20200430;第45卷(第4期);全文 *
多参考站GPS网提取精密大气延迟;张宝成等;《测绘学报》;20120815;第41卷(第04期);全文 *
长距离单历元单频非差北斗网络差分方法;祝会忠等;《测绘科学》;20160531;第41卷(第05期);全文 *

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