CN114002724A - 基于cors网的控制点在线实时快速分析方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法和装置，包括：实时获取控制点观测数据和解算相关参数数据；根据获取的数据初步解算控制点的概略坐标，将控制点实时观测数据以及获取的概略坐标处的虚拟参考站观测值组成超短基线，解算出控制点的精确初始坐标；利用CORS网快速解算控制点的精确坐标；对解算得到的控制点精确坐标进行精度检验，如果检验通过则将当前历元观测数据的解算结果输出，否则以当前历元观测数据的解算结果作为新的初始值重复步骤三以进行下一历元观测数据的解算。本发明能够实现控制点在进行数据采集的同时对其位置进行实时解算，提高了实时性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于卫星观测数据处理技术领域，具体涉及一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法和装置。
背景技术
当前，我国的北斗卫星导航系统已在全球范围内提供导航定位服务，基于北斗卫星导航系统开展的位置服务及相关应用将越来越多。直接利用导航卫星的信号可获得米级的定位结果，在地理信息行业中，很多应用需要厘米级甚至毫米级的定位结果，通常利用差分定位的方式实现。求解控制点的精确坐标的传统方法通常采用GNSS静态测量的方法，通过将控制点与已知点联网观测进行事后数据解算获得控制点的精确坐标，工作流程包含外业卫星观测数据采集及内业数据处理两部分。其中外业数据采集主要在控制点及若干个已知点上架设卫星接收机按照相关规范进行卫星静态观测数据采集；内业数据处理主要工作为对外业采集的静态数据组网解算，最终求得控制点的精确坐标。另外，现有的在线解算服务通常是事后在线解算，用户必须按照相应规定要求进行数据采集，采集完毕后将观测数据通过网络上传至相应解算平台进行解算，该方式本质上是将内业数据处理交由在线解算平台完成。现有方法的缺点及不足有以下几点：
1.工作流程复杂，时间成本高。整个流程包含外业观测和内业数据处理两部分，即便有在线解算服务，也仅仅是将内业数据处理放在在线解算平台完成，外业观测和内业数据处理必须依次进行，求取控制点精确坐标的时间周期较长；
2.卫星观测数据采集过程中无法根据控制点的目标解算精度而动态调整观测时间，只能按照相关标准规范进行观测，从内业数据解算中可以发现，大多数情况下实现目标精度的数据处理并不需要外业数据采集那么长的观测时间，但数据观测和数据解算是先后进行的，无法动态调整外业数据采集时间；
3.数据解算需要借助专业数据处理软件完成，涉及到解算指标的判读、观测数据及基线的剔除、基准的引入等工作内容，对操作人员的专业性要求较高，解算质量受操作人员的专业性影响较大；
4.需要引入具有精确坐标的已知控制点，而控制点精确坐标通常保管在当地测绘主管部门，属于保密数据，需要事先申请才能获取，同时获取到控制点成果后也存在一定的保密风险。
发明内容
为了解决现有观测数据解析滞后导致的问题，本发明提供了一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法。本发明能够实现控制点在进行数据采集的同时对其位置进行实时解算。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，包括：
步骤1，进行初始化设置；
步骤2，获取解算相关参数数据，并实时获取控制点上的卫星观测数据；
步骤3，根据实时获取的控制点观测数据初步解算得到控制点的概略坐标；
步骤4，向CORS服务获取概略坐标处的虚拟参考站观测值；
步骤5，将控制点实时观测数据以及虚拟参考站观测值组成超短基线，解算出控制点的精确初始坐标；
步骤6，根据控制点的概略坐标按照预设距离匹配CORS站点，向CORS网获取匹配到的CORS站点的实时观测数据，生成解算网络构型，并利用当前历元实时观测数据组建双差形式的线性化误差方程；
步骤7，确定所述线性化误差方程中的系数矩阵和观测值权值矩阵；
步骤8，构建当前历元误差方程的法方程，求解包括控制点坐标及相应整周模糊度的参数矩阵；
步骤9，对求解得到的整周模糊度的实数解进行搜索固定；
步骤10，推导所述基线网络结构中各基线上双差模糊度之间的线性关系，根据控制点与CORS站点组成的基线网络结构中取得固定解的部分基线上的模糊度固定解，快速传导固定所述基线网络结构中剩余基线上的模糊度；
步骤11，所有模糊度参数取得固定解后，对所述误差方程的法方程进行变换求解其余待固定参数的固定解；
步骤12，求解所述基线网络结构中每条解算基线的基线向量，将得到的基线向量作为观测值进行网平差；
步骤13，对网平差结果进行精度检验，如果检验通过则将当前历元观测数据的解算结果输出，否则以当前历元观测数据的解算结果作为新的初始值重复步骤6—步骤13进行下一历元实时观测数据的解算；
步骤14，通知用户解算完成，以使用户结束控制点上的数据采集，并获取解算结果。
优选的，本发明的步骤3采用的解算公式为：
式中，
为卫星s的伪距观测值，
为接收机r至卫星s的距离，
为接收机r的钟差，
为卫星s的钟差，
为光速，
为综合误差，（
）为卫星s的三维坐标，（
）为接收机r的三维坐标。
优选的，本发明的步骤4通过NTRIP方式接入CORS网的实时定位服务，将控制点的概略坐标以GGA标准电文格式发送给CORS网服务器，以获取概略坐标处的虚拟参考站观测值，用于解算控制点的精确初始坐标。
优选的，本发明的步骤5采用的解算公式为：
式中，
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t的双差形式载波相位观测值；
表示载波波长；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t的双差形式卫地距；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t观测值的双差形式综合误差；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t观测值的双差形式整周模糊度。
优选的，本发明的步骤6中匹配的CORS站点观测数据直接从CORS网服务器获取；
所述步骤6组建的双差形式的线性化误差方程为：
式中，
为双差残差矩阵，
为系数矩阵，
为与前次历元解算相比未发生变化的参数矩阵，
为当前历元增加的未知参数矩阵，
为常数项矩阵。
优选的，本发明的步骤8采用的求解公式为：
式中，
为前一次
的解算结果，
为协方差逆矩阵，
为观测值权值矩阵。
优选的，本发明的步骤10推导所述基线网络结构中各基线上双差模糊度之间的线性关系的方法为：
在点1、点2、点3三个点组成的封闭三角形单元中，基线
、基线
、基线
三条基线上的双差模糊度之和为零，以此为基础推导出基线网络结构中所有基线上双差模糊度的线性关系。
优选的，本发明的步骤11将所述误差方程的法方程变换为：
其中，
为待进一步求解固定解的参数向量，
为变换后的系数矩阵，
为变换后的常数项矩阵；
的确定方式具体为：
将所述线性化误差方程变换为：
式中，
为观测值向量，
为已固定的参数向量，
为系数矩阵；
则可得到如下形式方程：
式中，
为变换之后的观测值权阵，
令：
式中，
为中间构造矩阵；
则，
为：
其中，
为参数向量
的固定解。
优选的，本发明的步骤12将求解得到的基线向量进行网平差，消除各基线向量之间在所述网络构型中的不符关系，求解得到控制点的精确坐标。
第二方面，本发明还提出了一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析装置，包括参数解析模块，数据获取模块、初始坐标计算模块、网络构型生成模块、精确解算模块、网平差模块、校验模块、结果输出模块；
所述参数解析模块用于对获取的解算相关参数信息进行解析；
所述数据获取模块用于根据解析的参数信息获取控制点的卫星实时观测数据；所述数据获取模块向CORS服务端获取CORS站点坐标，且按需向CORS网获取基站实时卫星观测数据及相关服务数据；
所述初始坐标计算模块用于初步解算控制点的概略坐标，将控制点实时观测数据以及从CORS服务获取的控制点概略坐标处的虚拟参考站观测值组成超短基线，解算出控制点的精确初始坐标，以供所述精确解算模块使用；
所述网络构型生成模块用于根据控制点的初始坐标按照预设距离自动到CORS网中匹配若干CORS站点，并与控制点组网生成用于解算的网络构型；
所述精确解算模块用于按历元实时解算所述网络构型中控制点与匹配的CORS站点组成的若干基线的模糊度，推导所述网络构型中基线之间双差模糊度存在的线性关系，快速固定所有基线上的模糊度，进而精确求解所述网络构型中基线的基线向量；
所述网平差模块用于待所有基线向量取得固定解后，调整所述精确解算模块输出的基线向量值，消除各基线向量之间在所述网络构型中的不符关系，从而得到控制点的精确坐标；
所述校验模块用于对得到的控制点精确坐标按照预设精度要求信息进行精度检验，如果检验通过则将解算结果输出至所述结果输出模块，否则由所述精确解算模块以当前历元解算结果作为初始值进行下一历元实时观测数据的解算；
所述结果输出模块用于将解算结果放在用户可访问的地址中，以供用户获取解算结果，并通知用户解算完毕。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、相较于现有控制点位置解算滞后的技术，本发明实现了控制点在进行数据采集的同时对其位置进行实时解算，提高了控制点位置解算的实时性和可靠性。
2、本发明利用CORS网的实时定位服务在控制点附近生成虚拟参考站，并获取虚拟参考站观测值，将虚拟参考站与待算控制点组成超短基线快速解算控制点的精确初始坐标。控制点的初始坐标精度提高后，有利于模糊度的快速固定，可大大缩短基线的初始化时间。
3、本发明在控制点与周围CORS站点组成的基线网中，当部分基线上模糊度取得固定后，利用各基线上双差模糊度之间存在的线性关系，快速传导固定剩余基线上的模糊度，由此可实现控制点精确坐标的快速解算。
4、本发明可实现自行设定解算精度要求，当解算质量达到对应要求时，即通知用户结束观测，实现观测完毕即获得定位结果的效果，大大提高了工作效率。
5、本发明可实现解算流程的全自动化，无需人工干预，提高了解算结果的可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的硬件架构示意图。
图2为本发明的方法流程示意图。
图3为本发明的控制点与CORS站点构成的基线网络结构示意图。
图4为本发明的计算机设备结构图。
图5为本发明的分析装置原理框图。
图6为本发明实施例的基线网络结构示例图。
图7为本发明实施例的JIYG-U基线上模糊度解算过程中ratio值的趋势图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提出了一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，本实施例利用现有CORS网解的模糊度、大气误差等先验数据优势，将控制点的观测数据实时传输至数据中心，将控制点及其附近的CORS站点联合组网解算，实现控制点观测数据的实时在线解算分析，解决了传统技术存在的时间周期长、工作流程复杂、专业性要求高等缺点。本实施例的方法依托的硬件架构如图1所示，用户只需要在控制点上架设仪器进行GNSS卫星观测数据采集，并将实时观测数据通过网络传输至在线解算服务器进行数据解算请求，解算服务器在收到用户的解算请求及实时数据流后，按照距离优先的规则自动匹配控制点附近的CORS站点，将其与控制点组成相应的基线网络进行解算，当解算的相关指标达到所需精度要求后，则通知用户停止观测，并将解算报告发送给用户。
如图2所示，本实施例的快速分析方法基于解算服务器实现，其具体步骤包括：
步骤1、实时获取控制点观测数据以及解算相关参数数据。
本实施例通过TCP/IP、NTRIP等传输方式从观测仪器获取待测控制点卫星观测实时数据。
解算相关参数数据包括解算精度要求等参数。
本实施例在步骤1之前还包括初始化设置步骤，该初始化设置步骤包括：建立解算任务，上传相关参数和处理结果通知的联系方式等信息。
步骤2、初步解算控制点的概略坐标。
本实施例采用下式计算得到控制点的概略坐标：
式中，
为卫星s的伪距观测值，
为接收机r至卫星s的距离，
为接收机r的钟差，
为卫星s的钟差，
为光速，
为综合误差，（
）为卫星s的三维坐标，（
）为接收机r的三维坐标。
联立4颗以上的卫星观测值即可解算得到控制点的初始概略坐标。
步骤3、获取概略坐标处的虚拟参考站观测值。
本实施例利用CORS网的实时定位服务在待测控制点附近构造虚拟参考站，通过NTRIP方式接入实时定位服务，将控制点的概略坐标以GGA标准电文格式发送给CORS网服务器，以获取概略坐标处的虚拟参考站观测值，用于解算控制点的精确初始坐标。
步骤4、将控制点实时观测数据以及获取到的虚拟参考站观测值组成超短基线，解算出控制点的精确初始坐标。
由于虚拟参考站与控制点的距离很近，在通常情况下经过几个历元的解算即可固定超短基线的模糊度，从而获得控制点的精确初始坐标，三维精度通常在10厘米以内。初始坐标的精度较高，有助于模糊度的快速固定。
本实施例采用的模糊度解算公式如下：
其中，
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t的双差形式载波相位观测值；
表示载波波长；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t的双差形式卫地距；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t观测值的双差形式综合误差，包括电离层、对流层等误差；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t观测值的双差形式整周模糊度。在解算时，由于控制点与虚拟参考站的距离很近，因此
可设为0。
步骤5、根据控制点的概略坐标按照预设距离匹配周围的CORS站点，并根据控制点观测数据与匹配的CORS站点观测数据组建双差形式的线性化误差方程。
本实施例组建的线性化误差方程形式为：
其中，
为双差残差矩阵，
为系数矩阵，
为待求参数矩阵，
为常数项矩阵。
步骤6、确定线性化误差方程中的系数矩阵
和观测值权值矩阵
。
其中，
可直接由误差方程得到，对于在上次解算中出现但在本次解算中未出现的参数，矩阵
中相应位置置零；矩阵
的确定可采用基于卫星高度角的随机模型。此步骤主要目的是确定后续计算需要用到的相关矩阵参数。
步骤7、构建当前历元误差方程的法方程，求解参数矩阵
。
本实施例采用如下计算公式求解参数矩阵
：
其中，
为前一次
的解算结果，
为协方差逆矩阵，可在前一次解算中求得。该步骤可求解待求参数的实数解，包括控制点的坐标及相应的整周模糊度。
步骤8、进行整周模糊度搜索固定。
步骤7求解得到的为模糊度的实数解，由于模糊度在物理特性上是整数，实数解与其物理特性不相符，还需将其固定为整数。模糊度固定策略有取整法、模糊度函数法、置信区间法、FARA法、LAMBDA法等，可根据需要选取一方对步骤7解算的模糊度实数解进行搜索固定。
步骤9、根据控制点与附近CORS站点组成的基线网络结构中部分基线上固定模糊度，推导各基线上双差模糊度之间存在的线性关系，快速传导固定剩余基线上的模糊度。
本实施例以1个控制点、4个CORS站点为例对该步骤进行说明，如图3所示，U为待解算控制点，A、B、C、D为控制点附近的CORS站点。在某一时刻，选择卫星j为参考星，在三角形单元ABU中，卫星i在基线AB、AU、BU相对于参考卫星的双差模糊度为
，则：
有上述公式可知，
有如下关系：
同理，其他三角单元中也存在类似关系，则整个基线网络中基线之间的双差模糊度存在如下线性关系：
由于CORS网的基线在系统启动后就完成了初始化，即CORS网各基线上的双差模糊度视为已知，因此可直接从CORS网数据中心获取基准站之间的双差模糊度，因此在图3所示的网形结构中，
为已知，只要基线AU、DU、CU、BU中任一基线上的部分或全部共视卫星的双差模糊度固定，则其余基线上相应卫星的双差模糊度也可固定。需要说明的是，此处仅以图3所示的网形结构做举例说明，实际情况的网形结构根据待解控制点数量、附近CORS站点分布而定，只要网形结构中各基线的双差模糊度存在线性关系，即可根据部分基线上部分卫星或全部共视卫星固定的模糊度实现整网基线上部分卫星或全部共视卫星模糊度的固定。如此即可加速整网解算基线的初始化，实现全网解算基线模糊度的快速固定。
该步骤的主要目的是实现全部解算基线模糊度的快速固定，以缩短在线解算的总体时间。当部分基线上部分或全部卫星的模糊度固定后，充分利用各基线上模糊度之间的线性关系，即可实现全部基线上相应卫星模糊度的固定，其中，各基线模糊度的线性关系根据基线网的结构按照三角形单元自动生成。
步骤10、每条基线上部分卫星或全部共视卫星模糊度固定后，即可改造原法方程求解固定解中其余参数向量。
本实施例改造后的法方程表示为：
其中，
为待进一步求解固定解的参数向量，
为变换后的系数矩阵，
为变换后的常数项矩阵。
该步骤中，
的确定方法如下：
将步骤5的线性化误差方程变换为如下形式：
式中，
为观测值向量，
为已固定的参数向量，
为系数矩阵。
则可得到如下形式方程：
式中，
为变换之后的观测值权阵，
令：
式中，
为中间构造矩阵；
则，
为：
其中，
为参数向量
的固定解。
步骤11、每条基线上全部待求参数取得固定解后，求解每条解算基线的基线向量，将得到的基线向量作为观测值进行网平差。
其中，CORS站点的坐标作为已知基准，该步骤通过将求解得到的基线向量与实测得到的基线向量之间的偏差进行调整，可求得控制点的精确坐标。
步骤12、对网平差结果进行质量检验，根据解算精度需求按照GB/T 18314-2009的要求进行检查。
步骤13、随着观测数据的实时更新，按历元重复步骤5~步骤12，直到步骤12的质量检验通过。
本实施例的方法还包括：
步骤14，解算质量检验通过后，通过邮件或短信的方式自动通知用户解算完毕，并将解算报告发送给用户，用户收到通知后即可停止观测。
本实施例还提出了一种计算机设备，用于执行本实施例的上述方法。
具体如图4所示，计算机设备包括处理器、内存储器和系统总线；内存储器和处理器在内的各种设备组件连接到系统总线上。处理器是一个用来通过计算机系统中基本的算术和逻辑运算来执行计算机程序指令的硬件。内存储器是一个用于临时或永久性存储计算程序或数据(例如，程序状态信息)的物理设备。系统总线可以为以下几种类型的总线结构中的任意一种，包括存储器总线或存储控制器、外设总线和局部总线。处理器和内存储器可以通过系统总线进行数据通信。其中内存储器包括只读存储器(ROM)或闪存(图中未示出)，以及随机存取存储器(RAM)，RAM通常是指加载了操作系统和计算机程序的主存储器。
计算机设备一般包括一个外存储设备。外存储设备可以从多种计算机可读介质中选择，计算机可读介质是指可以通过计算机设备访问的任何可利用的介质，包括移动的和固定的两种介质。例如，计算机可读介质包括但不限于，闪速存储器(微型SD卡)，CD-ROM，数字通用光盘(DVD)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备，或者可用于存储所需信息并可由计算机设备访问的任何其它介质。
计算机设备可在网络环境中与一个或者多个网络终端进行逻辑连接。网络终端可以是个人电脑、服务器、路由器、智能电话、平板电脑或者其它公共网络节点。计算机设备通过网络接口（局域网LAN接口）与网络终端相连接。局域网(LAN)是指在有限区域内，例如家庭、学校、计算机实验室、或者使用网络媒体的办公楼，互联组成的计算机网络。WiFi和双绞线布线以太网是最常用的构建局域网的两种技术。
应当指出的是，其它包括比计算机设备更多或更少的子系统的计算机系统也能适用于发明。
如上面详细描述的，适用于本实施例的计算机设备能执行基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法的指定操作。计算机设备通过处理器运行在计算机可读介质中的软件指令的形式来执行这些操作。这些软件指令可以从存储设备或者通过局域网接口从另一设备读入到存储器中。存储在存储器中的软件指令使得处理器执行上述的群成员信息的处理方法。此外，通过硬件电路或者硬件电路结合软件指令也能同样实现本发明。因此，实现本实施例并不限于任何特定硬件电路和软件的组合。
实施例2
本实施例提出了一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析装置，如图5所示，该装置包括任务处理端，该任务处理端包括参数解析模块，数据获取模块、初始坐标计算模块、网络构型生成模块、精确解算模块、网平差模块、校验模块、结果输出模块。
其中，该参数解析模块用于对从任务建立端获取的解算相关参数信息（包括数据获取、精度要求、采集频率、仪器高、仪器型号、联系方式等信息）进行解析。
该数据获取模块用于根据解析的参数信息从任务建立端获取控制点的卫星实时观测数据；所述数据获取模块向CORS服务端获取CORS站点坐标，且按需向CORS网获取基站实时卫星观测数据及相关服务数据等。
该初始坐标计算模块用于初步解算控制点的概略坐标，将控制点实时观测数据以及从CORS服务获取的控制点概略坐标处的虚拟参考站观测值组成超短基线，解算出控制点的精确初始坐标，以供所述精确解算模块使用。
该网络构型生成模块用于根据控制点的初始坐标按照预设距离自动到CORS网中匹配若干CORS站点，并与控制点组网生成用于解算的网络构型。
该精确解算模块用于按历元实时解算所述网络构型中控制点与匹配的CORS站点组成的若干基线的模糊度，推导所述网络构型中基线之间双差模糊度存在的线性关系，快速固定所有基线上的模糊度，进而精确求解所述网络构型中基线的基线向量。
该网平差模块用于待所有基线向量取得固定解后，调整所述精确解算模块输出的基线向量值，消除各基线向量之间在所述网络构型中的不符关系，从而得到控制点的精确坐标。
该校验模块用于对得到的控制点精确坐标按照预设精度要求信息进行精度检验，如果检验通过则将解算结果输出至所述结果输出模块，否则由所述精确解算模块以当前历元解算结果作为初始值进行下一历元实时观测数据的解算。
该结果输出模块用于将解算结果放在用户可访问的地址中，以供用户获取解算结果，并通知用户解算完毕。
本实施例还提出了一种解算服务器，该解算服务器包括上述基于CORS网的控制点在线实时快速分析装置。
实施例3
本实施例采用一CORS网中XINJ基准站（表示为U）作为待解控制点，并利用该控制点的实时卫星观测数据（采样间隔1秒）对上述实施例1提出的基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法进行验证，每秒读取一个历元数据并进行处理。系统处理流程如下：
（1）进行初始化设置；
（2） 获取参数数据，接入待算点U的实时卫星观测数据流；
（3）计算U的概略位置；
（4）在U的概略位置处构造虚拟参考站，并以概略位置生成GGA，向CORS网络的实时定位服务请求差分数据，将收到的差分数据作为虚拟参考站V的观测数据；
（5）将U的观测数据与虚拟参考站V的观测数据解算得到U的精确初始坐标；
（6）匹配U附近的CORS站点，这里匹配到SCCD、DANL、QLAI、JIYG四座基准站，如图6所示，同时到CORS数据管理中心接入四座基准站的实时数据流，并将U的观测数据与四座基准站的观测数据在基线SCCD-U、DANL-U、QLAI-U、JIYG-U上分别组建双差形式的线性化误差方程；
（7）根据误差方程求得矩阵
；
（8）组建法方程，求解当前历元的待求参数；
（9）利用FRAR算法对实数解的整周模糊进行搜索固定；
（10）解算一段时间后，基线QLAI-U上全部卫星的模糊度取得固定解，根据图6所示的网形结构建立网内各基线上模糊度之间的线性关系，同时从CORS解算模块中获取SCCD-QLAI、DANL-QLAI、DANL-JIYG、JIYG-SCCD四条基线上的整周模糊度，并联合基线QLAI-U上整周模糊度利用网内各基线模糊度的线性关系求解出基线SCCD-U、DANL-U、JIYG-U三条基线上的整周模糊度，实现固定模糊度整网传导。
图7所示为JIYG-U基线上模糊度解算过程中ratio值的统计情况，ratio值是模糊度搜索过程中的显著性检验指标，ratio值越大表明整周模糊度的固定结果越可靠，在本算例中，将ratio阈值设为3，即当ratio值大于3时，认为模糊度固定解正确可靠。从图7中可以看出，在第1038历元基线QLAI-U上模糊度取得固定并进行模糊度的整网传导后，基线JIYG-U上的ratio值自1038历元开始迅速增大，即迅速取得固定解，说明模糊度的整网传导有助于整网解算基线上模糊度的快速固定。
（11）更新法方程，结合各基线上的模糊度固定解求解U的精确坐标等其余参数；
（12）待各基线均取得固定解后，将SCCD、DANL、JIYG、QLAI的作为已知基准，进行整网基线向量的网平差，最终获得U在当前历元平差后的精确坐标；
（13）对步骤（12）的结果进行质量检验；
（14）通知用户解算完成，用户结束控制点上的数据采集，并在结果输出模块中获取解算结果。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、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，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，包括：
步骤1，进行初始化设置；
步骤2，获取解算相关参数数据，并实时获取控制点上的卫星观测数据；
步骤3，根据实时获取的控制点观测数据初步解算得到控制点的概略坐标；
步骤4，向CORS服务获取概略坐标处的虚拟参考站观测值；
步骤5，将控制点实时观测数据以及虚拟参考站观测值组成超短基线，解算出控制点的精确初始坐标；
步骤6，根据控制点的概略坐标按照预设距离匹配CORS站点，向CORS网获取匹配到的CORS站点的实时观测数据，生成解算网络构型，并利用当前历元实时观测数据组建双差形式的线性化误差方程；
步骤7，确定所述线性化误差方程中的系数矩阵和观测值权值矩阵；
步骤8，构建当前历元误差方程的法方程，求解包括控制点坐标及相应整周模糊度的参数矩阵；
步骤9，对求解得到的整周模糊度的实数解进行搜索固定；
步骤10，推导所述基线网络结构中各基线上双差模糊度之间的线性关系，根据控制点与CORS站点组成的基线网络结构中取得固定解的部分基线上的模糊度固定解，快速传导固定所述基线网络结构中剩余基线上的模糊度；
步骤11，所有模糊度参数取得固定解后，对所述误差方程的法方程进行变换求解其余待固定参数的固定解；
步骤12，求解所述基线网络结构中每条解算基线的基线向量，将得到的基线向量作为观测值进行网平差；
步骤13，对网平差结果进行精度检验，如果检验通过则将当前历元观测数据的解算结果输出，否则以当前历元观测数据的解算结果作为新的初始值重复步骤6—步骤13进行下一历元实时观测数据的解算；
步骤14，通知用户解算完成，以使用户结束控制点上的数据采集，并获取解算结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，所述步骤3采用的解算公式为：
式中，
为卫星s的伪距观测值，
为接收机r至卫星s的距离，
为接收机r的钟差，
为卫星s的钟差，
为光速，
为综合误差，（
）为卫星s的三维坐标，（
）为接收机r的三维坐标。
3.根据权利要求2所述的一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，所述步骤4通过NTRIP方式接入CORS网的实时定位服务，将控制点的概略坐标以GGA标准电文格式发送给CORS网服务器，以获取概略坐标处的虚拟参考站观测值，用于解算控制点的精确初始坐标。
4.根据权利要求3所述的一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，所述步骤5采用的解算公式为：
式中，
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t的双差形式载波相位观测值；
表示载波波长；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t的双差形式卫地距；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t观测值的双差形式综合误差；
表示在接收机r及虚拟参考站v上卫星s、t观测值的双差形式整周模糊度。
5.根据权利要求1所述的一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，所述步骤6中匹配的CORS站点观测数据直接从CORS网服务器获取；
所述步骤6组建的双差形式的线性化误差方程为：
式中，
为双差残差矩阵，
为系数矩阵，
为与前次历元解算相比未发生变化的参数矩阵，
为当前历元增加的未知参数矩阵，
为常数项矩阵。
6.根据权利要求5所述的一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，所述步骤8采用的求解公式为：
式中，
为前一次
的解算结果，
为协方差逆矩阵，
为观测值权值矩阵。
7.根据权利要求5所述的一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，所述步骤10推导所述基线网络结构中各基线上双差模糊度之间的线性关系的方法为：
在点1、点2、点3三个点组成的封闭三角形单元中，基线
、基线
、基线
三条基线上的双差模糊度之和为零，以此为基础推导出基线网络结构中所有基线上双差模糊度的线性关系。
8.根据权利要求5所述的一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，所述步骤11将所述误差方程的法方程变换为：
其中，
为待进一步求解固定解的参数向量，
为变换后的系数矩阵，
为变换后的常数项矩阵；
的确定方式具体为：
将所述线性化误差方程变换为：
式中，
为观测值向量，
为已固定的参数向量，
为系数矩阵；
则可得到如下形式方程：
式中，
为变换之后的观测值权阵，
令：
式中，
为中间构造矩阵；
则，
为：
其中，
为参数向量
的固定解。
9.根据权利要求1所述的一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析方法，其特征在于，所述步骤12将求解得到的基线向量进行网平差，消除各基线向量之间在所述网络构型中的不符关系，求解得到控制点的精确坐标。
10.一种基于CORS网的控制点在线实时快速分析装置，其特征在于，包括参数解析模块，数据获取模块、初始坐标计算模块、网络构型生成模块、精确解算模块、网平差模块、校验模块、结果输出模块；
所述参数解析模块用于对获取的解算相关参数信息进行解析；
所述数据获取模块用于根据解析的参数信息获取控制点的卫星实时观测数据；所述数据获取模块向CORS服务端获取CORS站点坐标，且按需向CORS网获取基站实时卫星观测数据及相关服务数据；
所述初始坐标计算模块用于初步解算控制点的概略坐标，将控制点实时观测数据以及从CORS服务获取的控制点概略坐标处的虚拟参考站观测值组成超短基线，解算出控制点的精确初始坐标，以供所述精确解算模块使用；
所述网络构型生成模块用于根据控制点的初始坐标按照预设距离自动到CORS网中匹配若干CORS站点，并与控制点组网生成用于解算的网络构型；
所述精确解算模块用于按历元实时解算所述网络构型中控制点与匹配的CORS站点组成的若干基线的模糊度，推导所述网络构型中基线之间双差模糊度存在的线性关系，快速固定所有基线上的模糊度，进而精确求解所述网络构型中基线的基线向量；
所述网平差模块用于待所有基线向量取得固定解后，调整所述精确解算模块输出的基线向量值，消除各基线向量之间在所述网络构型中的不符关系，从而得到控制点的精确坐标；
所述校验模块用于对得到的控制点精确坐标按照预设精度要求信息进行精度检验，如果检验通过则将解算结果输出至所述结果输出模块，否则由所述精确解算模块以当前历元解算结果作为初始值进行下一历元实时观测数据的解算；
所述结果输出模块用于将解算结果放在用户可访问的地址中，以供用户获取解算结果，并通知用户解算完毕。
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