发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种多频多模宽巷-窄巷-非组合UPD实时序贯估计方法,实时生成多频多模非组合UPD产品,解决了多频UPD与非差模糊度强相关,多频多模非差模糊度失去整数特性的问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种多频多模宽巷-窄巷-非组合UPD实时序贯估计方法,包括以下步骤:
S1、固定跟踪站坐标、卫星轨道和钟差,逐跟踪站实施多频多模非组合浮点解PPP,提取多频多模非差浮点模糊度,其中,对于跟踪站
r,跟踪得到任意系统
s中任意卫星
x的多频非差浮点模糊度包括2个基准频率的非差浮点模糊度
、
,
m s -2个附加频率的非差浮点模糊度
、
、
,
m s 为系统
s的频率数;
S2、估计各系统所有卫星的多频非组合UPD,对于任意系统s,包括以下步骤:
基于任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度;对于所有卫星的第一种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的第一种宽巷UPD;
基于任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的无电离层组合浮点模糊度;基于任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度、无电离层组合浮点模糊度、第一种宽巷UPD构建任意卫星
x的窄巷浮点模糊度;对于所有卫星的窄巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的窄巷UPD;
基于任意卫星
x的
、
、
、
构建
m s -2种宽巷浮点模糊度,对于所有卫星的
m s -2种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的
m s -2种宽巷UPD;
基于所有卫星的第一种宽巷UPD、窄巷UPD、m s -2种宽巷UPD,转换生成所有卫星的多频非组合UPD。
优选的,对于所有卫星的
,基于星间单差模型,估计出所有卫星的第一种宽巷UPD
,具体为:
对于任意系统
s,卫星数为
n s ,依次记为1、2、3、
、
n s ,卫星两两配对构建得到
个卫星对,任意卫星对记为卫星对
j、
k,其中,
,
,
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
的平均值
;
对所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值;
针对所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的第一种宽巷UPD
。
优选的,无电离层组合浮点模糊度
,式中,
为系统s的两个基准频率的频率之比。
优选的,对于所有卫星的
,基于星间单差模型,估计出所有卫星的窄巷UPD
,具体为:
对于任意系统
s,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成星间单差窄巷模糊度
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
的平均值
;
对所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的窄巷UPD的初始值;
针对所有卫星的窄巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的窄巷UPD
。
对于所有卫星的m s -2种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的m s -2种宽巷UPD,具体为:
对于任意系统
s,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成
m s -2种星间单差宽巷模糊度
、
、
;
求出
-2种星间单差宽巷模糊度
、
、
的小数部分
、
、
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值
、
、
;
对所有卫星对的m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值进行粗匹配,求得所有卫星的m s -2种宽巷UPD的初始值;
针对所有卫星的
m s -2种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的
m s -2种宽巷UPD
、
、
。
优选的,所有跟踪站对应的多个卫星系统包括GPS卫星系统,其中,GPS卫星系统的基准频率为L1和L2,附加频率为L5;
对于GPS卫星系统中的任意卫星
x,其第一种宽巷UPD记为
、窄巷UPD记为
、
m s -2种宽巷UPD记为
,转换生成任意卫星
x的多频非组合UPD表示为:
,式中,
, 和
分别为GPS卫星系统中的任意卫星
x在L1,L2和L5频率对应的非组合UPD,
为GPS系统两个基准频率L1和L2之比。
优选的,所有跟踪站对应的多个卫星系统包括Galileo卫星系统,其中,Galileo卫星系统的基准频率为E1和E5a,附加频率为E5、E5b、E6;
对于Galileo卫星系统中的任意卫星
x,其第一种宽巷UPD记为
、窄巷UPD记为
、
m s -2种宽巷UPD记为
、
、
,转换生成任意卫星
x的多频非组合UPD表示为:
,式中,
,
,
,
和
分别为Galileo卫星系统中的任意卫星
x在E1,E5a,E5,E5b和E6频率对应的非组合UPD,
为Galileo系统两个基准频率E1和E5a之比。
优选的,所有跟踪站对应的多个卫星系统包括BDS-2和BDS-3卫星系统,其中,BDS-2卫星系统的基准频率为B1I和B3I,附加频率为B2I;BDS-3卫星系统的基准频率为B1I和B3I,附加频率为B2a+b、B2a、B2b、B1C;
对于BDS-2和BDS-3卫星系统中的任意卫星
x,其第一种宽巷UPD记为
、窄巷UPD记为
、
m s -2种宽巷UPD记为
、
、
、
,转换生成任意卫星
x的多频非组合UPD表示为:
,式中,
, , , , 和
分别为BDS-2和BDS-3卫星系统中的任意卫星
x在B1I,B3I,B2a+b,B2a,B2b和B1C频率对应的非组合UPD,
为BDS-2和BDS-3卫星系统两个基准频率B1I和B3I之比。
本发明至少包括以下有益效果:
生成实时多频多模非组合UPD产品,能兼容各种多频非差非组合PPP模糊度固定方法,解决了多频UPD与非差模糊度强相关,多频多模非差模糊度失去整数特性的问题。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
产品数据准备:
产品准备:采用IGS/MGEX提供的多模超快速预报轨道产品、测站坐标产品、多模卫星钟差产品、GPS和BDS-2频间钟差产品,其中,跟踪站又名测站、基准站;
数据准备:多频多模观测值数据、混合导航星历文件;
其中,多模指多个卫星系统,多频指针对每个卫星系统的多个频率,不同卫星系统的频率个数根据其实际情况确定,设定每个卫星系统的频率个数为m s ,每个卫星系统的多个频率包括2个基准频率、m s -2个附加频率;
对于每个卫星系统中的所有卫星,在任意历元,基准站的种类可以为:
能够获得某个卫星系统的部分卫星的观测值数据;
能够获得某几个卫星系统的观测值数据,针对每个卫星系统获得部分卫星的观测值数据。
一种多频多模宽巷-窄巷-非组合UPD实时序贯估计方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1、固定跟踪站坐标、卫星轨道和钟差,逐跟踪站实施多频多模非组合浮点解PPP,提取多频多模非差浮点模糊度,其中:
多频多模非差浮点模糊度包括对应任意卫星系统(系统
s)的多频非差浮点模糊度,对于系统
s,设定其频率个数为
m s ,系统
s的
m s 频率包括2个基准频率和
m s -2个附加频率,2个基准频率记为1、2,
m s -2个附加频率记为3、4、5、
、
m s ;
对于任意跟踪站
r,跟踪得到任意系统
s中任意卫星
x的多频非差浮点模糊度包括2个基准频率的非差浮点模糊度
、
,
m s -2个附加频率的非差浮点模糊度
、
、
,
m s 为系统
s的频率数,具体的:
为跟踪站
r跟踪得到系统
s中卫星
x在第一个基准频率1的非差浮点模糊度,
为跟踪站
r跟踪得到系统
s中卫星
x在第二个基准频率2的非差浮点模糊度,
为跟踪站
r跟踪得到系统
s中卫星
x在附加频率
m s 的非差浮点模糊度;
S2、估计各系统所有卫星的多频非组合UPD,全部卫星系统的多频非组合UPD构成多频多模非组合UPD,其中,对于任意系统s,估计其所有卫星的多频非组合UPD,包括以下步骤:
S2a、基于跟踪站
r跟踪到的任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度
,具体的:
对于任意系统
s,包括对应的多个跟踪站,每个跟踪站跟踪得到的卫星依据其实际情况确定,以跟踪站
r为例,设定跟踪到的卫星数为
n s ,依次记为1、2、3、…、
n s ,跟踪站
r跟踪到的卫星两两配对构建得到
个卫星对,任意卫星对记为卫星对
j、
k,其中,
,
,
具体的卫星对
j、
k包括:
(1、2)、(1、3)、(1、4)、
、(1、n
s)
(ns-1、ns)
以ns=5为例,卫星对j、k包括:(1、2)、(1、3)、(1、4)、(1、5)、(2、3)、(2、4)、(2、5)、(3、4)、(3、5)、(4、5);
对于系统
s,卫星数为
,某测站
r跟踪到的卫星
j和
k的基准频率的非差浮点模糊度分别为
、
和
、
,其中,
,
,
,j、k均替换x代表卫星号;
针对测站
r的任意卫星对
j、k,形成第一种宽巷浮点模糊度
和
;
S2b、对于所有卫星的第一种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的第一种宽巷UPD,具体为:
为了消除接收机端的硬件延迟偏差,针对测站
r的卫星对
j、
k,形成星间单差宽巷模糊度
;
针对测站
r的卫星对
j、
k,求出
的小数部分
,式中,
为取整运算;
设定能够同时跟踪获得卫星对
j、
k对应数据的跟踪站为
l个,即基于
l个跟踪站的
,求全部
的平均值
;
对系统s对应的所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,其中,系统s对应的所有卫星对的
来源于系统s对应的多个测站;
针对所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的第一种宽巷UPD
;
同理估计出其他卫星系统中所有卫星的第一种宽巷UPD
;
S2c、基于跟踪站
r跟踪到的任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的无电离层组合浮点模糊度
,式中,
为系统s的两个基准频率的频率之比,具体的:
对于任意系统
s,包括对应的多个跟踪站,每个跟踪站跟踪得到的卫星依据其实际情况确定,以跟踪站
r为例,任意卫星对
j、k,形成无电离层组合浮点模糊度
、
,式中,
为系统s的两个基准频率的频率之比;
S2d、基于任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度、无电离层组合浮点模糊度、第一种宽巷UPD构建任意卫星
x的窄巷浮点模糊度
,具体的,对于任意卫星对
j、k,形成卫星
j的窄巷浮点模糊度
、 卫星
k的窄巷浮点模糊度
;
S2e、对于所有卫星的窄巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的窄巷UPD,具体为:
为了消除接收机端的硬件延迟偏差,对于任意系统
s,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成星间单差窄巷模糊度
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
的平均值
;
对所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的窄巷UPD的初始值;
针对所有卫星的窄巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的窄巷UPD
;
S2f、基于任意卫星
x的
、
、
、
构建
m s -2种宽巷浮点模糊度
、
、
,具体的:
以跟踪站
r为例,任意卫星对
j、k中,卫星对
j形成
m s -2种宽巷浮点模糊度
、
、
、卫星对
k形成
m s -2种宽巷浮点模糊度
、
、
;
S2g、对于所有卫星的m s -2种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的m s -2种宽巷UPD,具体为:
对于任意系统
s,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成
m s -2种星间单差宽巷模糊度
、…、
;
求出
-2种星间单差宽巷模糊度
、…、
的小数部分
、…、
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值
、…、
;
对所有卫星对的m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值进行粗匹配,求得所有卫星的m s -2种宽巷UPD的初始值;
针对所有卫星的
m s -2种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的
m s -2种宽巷UPD
、
、
;
S2h、基于所有卫星的第一种宽巷UPD、窄巷UPD、m s -2种宽巷UPD,转换生成所有卫星的多频非组合UPD。
分别开展GPS卫星系统、Galileo卫星系统、BDS-2和BDS-3卫星系统的窄巷-宽巷-非组合UPD实时序贯估计:
(1)GPS卫星系统:如图3所示,基准频率为L1和L2,附加频率为L5,即m s =3;
GPS卫星系统三频宽巷-窄巷-非组合UPD实时序贯估计方法,包括以下步骤:
S1、固定跟踪站坐标、卫星轨道和钟差,逐跟踪站站实施多频非组合浮点解PPP,提取多频非差浮点模糊度,其中:对于任意跟踪站
r,跟踪得到GPS卫星系统中任意卫星
x的多频非差浮点模糊度包括2个基准频率的非差浮点模糊度
、
,1个附加频率的非差浮点模糊度
;
S2、获取所有卫星的多频非组合UPD,包括以下步骤:
S2a、基于跟踪站
r跟踪到的任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度
,具体的:
对于GPS系统,包括对应的多个跟踪站,每个跟踪站跟踪得到的卫星依据其实际情况确定,以跟踪站
r为例,设定跟踪到的卫星数为
n s ,依次记为1、2、3、…、
n s ,跟踪站
r跟踪到的卫星两两配对构建得到
个卫星对,任意卫星对记为卫星对
j、
k,其中,
,
,
;
对于GPS系统,卫星数为
,某测站
r跟踪到的卫星
j和
k的基准频率的非差浮点模糊度分别为
、
和
、
,其中,
,
,
;
针对测站
r的任意卫星对
j、k,形成第一种宽巷浮点模糊度
和
;
S2b、对于所有卫星的第一种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的第一种宽巷UPD,具体为:
为了消除接收机端的硬件延迟偏差,针对测站
r的卫星对
j、
k,形成星间单差宽巷模糊度
;
针对测站
r的卫星对
j、
k,求出
的小数部分
,式中,
为取整运算;
设定能够同时跟踪获得卫星对
j、
k对应数据的跟踪站为
l个,即基于
l个跟踪站的
,求全部
的平均值
;
对GPS系统对应的所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,其中,GPS系统对应的所有卫星对的
来源于GPS系统对应的多个测站;
针对所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的第一种宽巷UPD
;
同理估计出其他卫星系统中所有卫星的第一种宽巷UPD
;
S2c、基于跟踪站
r跟踪到的任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的无电离层组合浮点模糊度
,式中,
为系统GPS的两个基准频率的频率之比,具体的:
对于GPS系统,包括对应的多个跟踪站,每个跟踪站跟踪得到的卫星依据其实际情况确定,以跟踪站
r为例,任意卫星对
j、k,形成无电离层组合浮点模糊度
、
,式中,
为GPS系统的两个基准频率的频率之比;
S2d、基于任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度、无电离层组合浮点模糊度、第一种宽巷UPD构建任意卫星
x的窄巷浮点模糊度
,具体的,对于任意卫星对
j、k,形成卫星
j的窄巷浮点模糊度
、 卫星
k的窄巷浮点模糊度
;
S2e、对于所有卫星的窄巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的窄巷UPD,具体为:
为了消除接收机端的硬件延迟偏差,对于GPS系统,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成星间单差窄巷模糊度
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
的平均值
;
对所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的窄巷UPD的初始值;
针对所有卫星的窄巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的窄巷UPD
;
S2f、基于任意卫星
x的
、
构建
m s -2种宽巷浮点模糊度
,具体的:
以跟踪站
r为例,任意卫星对
j、k中,卫星对中卫星
j形成
m s -2种宽巷浮点模糊度
;卫星对中卫星
k形成一种宽巷浮点模糊度
;
S2g、对于所有卫星的m s -2种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的m s -2种宽巷UPD,具体为:
对于GPS系统,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成
m s -2种星间单差宽巷模糊度
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值
;
对所有卫星对的m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值进行粗匹配,求得所有卫星的m s -2种宽巷UPD的初始值;
针对所有卫星的
m s -2种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的
m s -2种宽巷UPD
;
在其中一个实施例中,如图4所示,给出了GPS三频宽巷-窄巷UPD产品,从上至下依次表示为L2-L5 WL UPD(L2-L5宽巷UPD:
)、L1-L2 WL UPD(L1-L2宽巷UPD:
)、L1-L2 NL UPD(L1-L2窄巷UPD:
),其中,纵坐标Cycles表示周,横坐标Hours表示小时,根据图4可知具有较优的稳定性;
S2h、基于所有卫星的第一种宽巷UPD、窄巷UPD、
-2种宽巷UPD,转换生成所有卫星的多频非组合UPD,具体为:
对于GPS卫星系统中的任意卫星
x,其第一种宽巷UPD记为
、窄巷UPD记为
、
m s -2种宽巷UPD记为
,转换生成任意卫星
x的多频非组合UPD表示为:
,式中,
, 和
分别为GPS卫星系统中的任意卫星
x在L1,L2和L5频率对应的非组合UPD,
为GPS系统两个基准频率L1和L2之比。
(2)Galileo卫星系统:如图3所示,基准频率为E1和E5a,附加频率为E5、E5b、E6;
Galileo卫星系统五频宽巷-窄巷-非组合UPD实时序贯估计方法,包括以下步骤:
S1、固定跟踪站坐标、卫星轨道和钟差,逐跟踪站实施多频多模非组合浮点解PPP,提取多频多模非差浮点模糊度,其中:对于任意跟踪站
r,跟踪得到Galileo卫星系统中任意卫星
x的多频非差浮点模糊度包括2个基准频率的非差浮点模糊度
、
,3个附加频率的非差浮点模糊度
、
;
S2、获取所有卫星的多频非组合UPD,包括以下步骤:
S2a、基于跟踪站
r跟踪到的任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度
,具体的:
对于Galileo卫星系统,包括对应的多个跟踪站,每个跟踪站跟踪得到的卫星依据其实际情况确定,以跟踪站
r为例,设定跟踪到的卫星数为
n s ,依次记为1、2、3、……、
n s ,跟踪站
r跟踪到的卫星两两配对构建得到
个卫星对,任意卫星对记为卫星对
j、
k,其中,
,
,
;
对于Galileo卫星系统,卫星数为
,某测站
r跟踪到的卫星
j和
k的基准频率的非差浮点模糊度分别为
、
和
、
,其中,
,
,
,j、k均替换x代表卫星号;
针对测站
r的任意卫星对
j、k,形成第一种宽巷浮点模糊度
和
;
S2b、对于所有卫星的第一种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的第一种宽巷UPD,具体为:
为了消除接收机端的硬件延迟偏差,针对测站
r的卫星对
j、
k,形成星间单差宽巷模糊度
;
针对测站
r的卫星对
j、
k,求出
的小数部分
,式中,
为取整运算;
设定能够同时跟踪获得卫星对
j、
k对应数据的跟踪站为
l个,即基于
l个跟踪站的
,求全部
的平均值
;
对Galileo卫星系统对应的所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,其中,Galileo卫星系统对应的所有卫星对的
来源于Galileo卫星系统对应的多个测站;
针对所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的第一种宽巷UPD
;
同理估计出其他卫星系统中所有卫星的第一种宽巷UPD
;
S2c、基于跟踪站
r跟踪到的任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的无电离层组合浮点模糊度
,式中,
为Galileo卫星系统的两个基准频率的频率之比,具体的:
对于Galileo卫星系统,包括对应的多个跟踪站,每个跟踪站跟踪得到的卫星依据其实际情况确定,以跟踪站
r为例,任意卫星对
j、k,形成无电离层组合浮点模糊度
、
,式中,
为Galileo卫星系统的两个基准频率的频率之比;
S2d、基于任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度、无电离层组合浮点模糊度、第一种宽巷UPD构建任意卫星
x的窄巷浮点模糊度
,具体的,对于任意卫星对
j、k,形成卫星
j的窄巷浮点模糊度
、 卫星
k的窄巷浮点模糊度
;
S2e、对于所有卫星的窄巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的窄巷UPD,具体为:
为了消除接收机端的硬件延迟偏差,对于Galileo卫星系统,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成星间单差窄巷模糊度
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
的平均值
;
对所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的窄巷UPD的初始值;
针对所有卫星的窄巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的窄巷UPD
;
S2f、基于任意卫星
x的
、
、
、
构建
m s -2种宽巷浮点模糊度
、
、
,具体的:
以跟踪站
r为例,任意卫星对
j、k中,卫星对
j形成
m s -2种宽巷浮点模糊度
、
、
;卫星对
k形成
m s -2种宽巷浮点模糊度
、
、
;
S2g、对于所有卫星的m s -2种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的m s -2种宽巷UPD,具体为:
对于Galileo卫星系统,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成
m s -2种星间单差宽巷模糊度
、
、
;
求出
-2种星间单差宽巷模糊度
、
、
的小数部分
、
、
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值
、
、
;
对所有卫星对的m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值进行粗匹配,求得所有卫星的m s -2种宽巷UPD的初始值;
针对所有卫星的
m s -2种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的
m s -2种宽巷UPD
、
、
;
在其中一个实施例中,如图5所示,给出了Galileo五频宽巷-窄巷UPD产品,从上至下依次表示为E5aE6 WL UPD(E5a-E6宽巷UPD:
)、E5aE5 WL UPD(E5a-E5宽巷UPD:
)、E5aE5b WL UPD(E5a-E5b宽巷UPD:
)、E1E5a WL UPD(E1-E5a宽巷UPD:第一种宽巷UPD
)、E1E5a NL UPD(E1-E5a窄巷UPD:窄巷UPD
),根据图5可知具有较优的稳定性;
S2h、基于所有卫星的第一种宽巷UPD、窄巷UPD、
-2种宽巷UPD,转换生成所有卫星的多频非组合UPD,具体为:
对于Galileo卫星系统中的任意卫星
x,其第一种宽巷UPD记为
、窄巷UPD记为
、
m s -2种宽巷UPD记为
、
、
,转换生成任意卫星
x的多频非组合UPD表示为:
,式中,
,
,
,
和
分别为Galileo卫星系统中的任意卫星
x在E1,E5a,E5,E5b和E6频率对应的非组合UPD,
为Galileo系统两个基准频率E1和E5a之比。
(3)BDS-2和BDS-3卫星系统:如图3所示,设定基准频率为B3I和B1I,附加频率为B2I,B2a,B2b,B1C,其中,BDS-2卫星系统包括3频(基准频率为B1I和B3I、附加频率B2a+b),BDS-3卫星系统为六频,包括基准频率为B1I和B3I,附加频率为B2a+b、B2a、B2b、B1C;
以BDS-3卫星系统为例,BDS-3卫星系统六频宽巷-窄巷-非组合UPD实时序贯估计方法,包括以下步骤:
S1、固定跟踪站坐标、卫星轨道和钟差,逐跟踪站实施多频多模非组合浮点解PPP,提取多频多模非差浮点模糊度,其中:对于任意跟踪站
r,跟踪得到Galileo卫星系统中任意卫星
x的多频非差浮点模糊度包括2个基准频率的非差浮点模糊度
、
,4个附加频率的非差浮点模糊度
、
;
S2、获取所有卫星的多频非组合UPD,包括以下步骤:
S2a、基于跟踪站
r跟踪到的任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度
,具体的:
对于BDS-3卫星系统,包括对应的多个跟踪站,每个跟踪站跟踪得到的卫星依据其实际情况确定,以跟踪站
r为例,设定跟踪到的卫星数为
n s ,依次记为1、2、3、……、
n s ,跟踪站
r跟踪到的卫星两两配对构建得到
个卫星对,任意卫星对记为卫星对
j、
k,其中,
,
,
;
对于BDS-3卫星系统,卫星数为
,某测站
r跟踪到的卫星
j和
k的基准频率的非差浮点模糊度分别为
、
和
、
,其中,
,
,
,j、k均替换x代表卫星号;
针对测站
r的任意卫星对
j、k,形成第一种宽巷浮点模糊度
和
;
S2b、对于所有卫星的第一种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的第一种宽巷UPD,具体为:
为了消除接收机端的硬件延迟偏差,针对测站
r的卫星对
j、
k,形成星间单差宽巷模糊度
;
针对测站
r的卫星对
j、
k,求出
的小数部分
,式中,
为取整运算;
设定能够同时跟踪获得卫星对
j、
k对应数据的跟踪站为
l个,即基于
l个跟踪站的
,求全部
的平均值
;
对BDS-3卫星系统对应的所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,其中,BDS-3卫星系统对应的所有卫星对的
来源于BDS-3卫星系统对应的多个测站;
针对所有卫星的第一种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的第一种宽巷UPD
;
同理估计出其他卫星系统中所有卫星的第一种宽巷UPD
;
S2c、基于跟踪站
r跟踪到的任意卫星
x的
、
构建任意卫星
x的无电离层组合浮点模糊度
,式中,
为BDS-3卫星系统的两个基准频率的频率之比,具体的:
对于BDS-3卫星系统,包括对应的多个跟踪站,每个跟踪站跟踪得到的卫星依据其实际情况确定,以跟踪站
r为例,任意卫星对
j、k,形成无电离层组合浮点模糊度
、
,式中,
为BDS-3卫星系统的两个基准频率的频率之比;
S2d、基于任意卫星
x的第一种宽巷浮点模糊度、无电离层组合浮点模糊度、第一种宽巷UPD构建任意卫星
x的窄巷浮点模糊度
,具体的,对于任意卫星对
j、k,形成卫星
j的窄巷浮点模糊度
、卫星
k的窄巷浮点模糊度
;
S2e、对于所有卫星的窄巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的窄巷UPD,具体为:
为了消除接收机端的硬件延迟偏差,对于BDS-3卫星系统,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成星间单差窄巷模糊度
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
的平均值
;
对所有卫星对的
进行粗匹配,求得所有卫星的窄巷UPD的初始值;
针对所有卫星的窄巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的窄巷UPD
;
S2f、基于任意卫星
x的
、
、
构建
m s -2种宽巷浮点模糊度
、
、
、
,具体的:
以跟踪站
r为例,任意卫星对
j、k中,卫星对
j形成
m s -2种宽巷浮点模糊度
、
、
、
;卫星对
k形成
m s -2种宽巷浮点模糊度
、 、 、 ;
S2g、对于所有卫星的m s -2种宽巷浮点模糊度,基于星间单差模型,估计出所有卫星的m s -2种宽巷UPD,具体为:
对于BDS-3卫星系统,跟踪站
r的任意卫星对
j、
k,形成
m s -2种星间单差宽巷模糊度
、
、
、
;
求出
m s -2种星间单差宽巷模糊度
、
、
、
的小数部分
、
、
、
;
对于卫星对
j、
k,设对应跟踪站为
l个,求
m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值
、
、
、
;
对所有卫星对的m s -2种星间单差宽巷模糊度的小数部分的平均值进行粗匹配,求得所有卫星的m s -2种宽巷UPD的初始值;
针对所有卫星的
m s -2种宽巷UPD的初始值,选取能被最多跟踪站观测到的卫星对的首卫星为参考星,基于最小二乘估计出该系统所有卫星的
m s -2种宽巷UPD
、
、
、
;
在其中一个实施例中,如图6所示,给出了BDS-2三频宽巷-窄巷UPD产品,从上至下依次表示为B3-B2 WL UPD(B3I-B2a+b宽巷UPD:
)、B1-B3 WL UPD(B1I-B3I宽巷UPD::第一种宽巷UPD
)、B1-B3 NL UPD(B1I-B3I窄巷UPD:
),根据图6可知具有较优的稳定性;
如图7所示,给出了BDS-3六频宽巷-窄巷UPD产品,从上至下依次表示为B3-B2 WLUPD(B3I-B2a+b宽巷UPD:
)、B3-B2b WL UPD(B3I-B2b宽巷UPD:
)、B3-B2a WLUPD(B3I-B2a宽巷UPD:
)、B3-B1C WL UPD(B3I-B1C宽巷UPD:
)、B1-B3 WL UPD(B1I-B3I宽巷UPD:第一种宽巷UPD
)、B1-B3 NL UPD(B1I-B3I窄巷UPD:
),根据图7可知具有较优的稳定性;
S29、基于所有卫星的第一种宽巷UPD、窄巷UPD、
-2种宽巷UPD,转换生成所有卫星的多频非组合UPD,具体为:
对于BDS-2和BDS-3卫星系统中的任意卫星
x,其第一种宽巷UPD记为
、窄巷UPD记为
、
m s -2种宽巷UPD记为
、
、
、
,转换生成任意卫星
x的多频非组合UPD表示为:
,式中,
, , , , 和
分别为BDS-2和BDS-3卫星系统中的任意卫星
x在B1I,B3I,B2a+b,B2a,B2b和B1C频率对应的非组合UPD,
为BDS-2和BDS-3卫星系统两个基准频率B1I和B3I之比。
选择观测条件较好的GAMG站进行如下多频非差非组合PPP模糊度固定方法进行定位实验:
全频浮点解PPP:北斗/GNSS全频点浮点解;
PPP-WAR:(PPP Wide-lane ambiguity resolution);
PPP-CAR:(PPP Cascaded Ambiguity Resolution);
如图8定位结果所示,利用本发明生成的UPD产品,联合固定GPS三频,Galileo五频、BDS-3六频和BDS-2三频宽巷模糊度,实现了全球范围内瞬时分级定位,以及联合序贯固定多系统宽巷-窄巷模糊度,实现了全球范围内快速厘米级定位,只需5分钟即可达到厘米级定位。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。