CN115166799B - 顾及硬件延迟时变特征的gnss精密单点定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法，利用GNSS单系统双频伪距和载波观测数据，和精密轨道、钟差产品，建立非差非组合观测方程，并考虑接收机硬件延迟随时间变化的特征，对接收机硬件延迟、电离层和模糊度等参数重整为新的可估参数，构建新的PPP函数模型，再进行解算，从而消除接收机硬件延迟对PPP结果的影响。

Description

顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法
技术领域
本发明涉及精确定位领域，尤其涉及一种顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法。
背景技术
基于全球导航卫星系统(GNSS)实现的精密单点定位(PPP)技术能够提供包括测站位置、接收机钟差、天顶对流层延迟和倾斜电离层延迟等参数，在定位、导航和授时应用中具有重要意义。传统PPP的实施中，通常根据伪距硬件延迟的特性，将观测方程中接收机伪距硬件延迟当作不随时间变化的参数处理。然而，近年来诸多学者对接收机硬件延迟的稳定性开展相关研究发现，环境温度与其稳定性之间存在一定相关性。如果在GNSS数据处理过程中，将接收机硬件延迟当做时不变参数处理，势必会影响各类参数估值的准确性。
发明内容
本发明主要目的在于：提供一种顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法，能够有效消除接收机硬件延迟对PPP结果的影响。
本发明所采用的技术方案是：顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法，本方法包括以下步骤：
S1、选用GNSS单系统单测站的伪距和相位双频观测数据，构建单系统双频非差非组合原始观测方程为：
其中r表示接收机，s＝1...m，表示卫星号，j＝1...f表示频率号，i＝1...t表示历元号，和/>分别表示伪距和相位观测值，单位为米，其所含的站星距初值、卫星钟差和对流层干延迟已被改正，/>为测站到卫星的单位向量，/>为坐标的改正值向量，单位为米，τr(i)表示对流层天顶湿延迟，单位为米，/>表示湿延迟投影系数，dtr(i)表示接收机钟差，单位为米，dr,j和/>表示频率j对应的接收机和卫星伪距硬件延迟，单位为米，表示卫星硬件延迟的消电离层组合，单位为米，/>表示第1频率的电离层延迟，单位为米，其系数/>为其他频率与第1频率电离层延迟间的比值，λj为对应频率j的波长，/>是非整周模糊度，单位为米；
S2、将所述单系统双频非差非组合原始观测方程中的接收机硬件延迟参数dr,j重新设定为时变参数dr,j(i)，并将其表示为第1历元接收机硬件延迟dr,1(1)与历元间接收机硬件延迟变化值的和，即/>
S3、结合S2的设定，对S1中的参数重新整合以消除秩亏，构建新的观测方程为：
其中
S4、利用滤波或多历元解的方法，对S3中的观测方程进行求解，获得后，将其改正到近似坐标上，得到精确的坐标解。
按上述方法，S1选用的数据包括北斗二号、北斗三号、GPS、GLONASS或Galileo系统，并同时选用精密卫星轨道和钟差产品。
按上述方法，所述的S3新的观测方程基础上，若已知测站的精确坐标，则不存在新的观测方程变成：
仍然是满秩方程，用于解算对流层延迟、接收机钟差和电离层延迟，进而用于分析以上参数估值的性能。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法的步骤。
本发明产生的有益效果是：利用GNSS单系统双频伪距和载波观测数据，和精密轨道、钟差产品，建立非差非组合观测方程，并考虑接收机硬件延迟随时间变化的特征，对接收机硬件延迟、电离层和模糊度等参数重整为新的可估参数，构建新的PPP函数模型，再进行解算，从而消除接收机硬件延迟对PPP结果的影响。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法，本方法包括以下步骤：
S1、选用GNSS单系统单测站的伪距和相位双频观测数据，包括北斗二号、北斗三号、GPS、GLONASS或Galileo系统，并同时选用精密卫星轨道和钟差产品。
构建单系统双频非差非组合原始观测方程为：
其中r表示接收机，s＝1...m，表示卫星号，j＝1...f表示频率号，i＝1...t表示历元号，和/>分别表示伪距和相位观测值，单位为米，其所含的站星距初值、卫星钟差和对流层干延迟已被改正，/>为测站到卫星的单位向量，/>为坐标的改正值向量，单位为米，τr(i)表示对流层天顶湿延迟，单位为米，/>表示湿延迟投影系数，dtr(i)表示接收机钟差，单位为米，dr,j和/>表示频率j对应的接收机和卫星伪距硬件延迟，单位为米，表示卫星硬件延迟的消电离层组合，单位为米，/>表示第1频率的电离层延迟，单位为米，其系数/>为其他频率与第1频率电离层延迟间的比值，λj为对应频率j的波长，/>是非整周模糊度，单位为米。
S2、将所述单系统双频非差非组合原始观测方程中的接收机硬件延迟参数dr,j重新设定为时变参数dr,j(i)，并将其表示为第1历元接收机硬件延迟dr,1(1)与历元间接收机硬件延迟变化值的和，即/>
S3、结合S2的设定，对S1中的参数重新整合以消除秩亏，构建新的观测方程为：
其中
S4、利用滤波或多历元解的方法，对S3中的观测方程进行求解，获得后，将其改正到近似坐标上，得到精确的坐标解。
所述的S3新的观测方程基础上，若已知测站的精确坐标，则不存在新的观测方程变成：
该方程仍然是满秩方程，可用于解算对流层延迟、接收机钟差和电离层延迟，进而用于分析以上参数估值的性能。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法的步骤。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：
S1、选用GNSS单系统单测站的伪距和相位双频观测数据，构建单系统双频非差非组合原始观测方程为：
其中r表示接收机，s＝1...m，表示卫星号，j＝1...f表示频率号，i＝1...t表示历元号，和/>分别表示伪距和相位观测值，单位为米，其所含的站星距初值、卫星钟差和对流层干延迟已被改正，/>为测站到卫星的单位向量，/>为坐标的改正值向量，单位为米，τr(i)表示对流层天顶湿延迟，单位为米，/>表示湿延迟投影系数，dtr(i)表示接收机钟差，单位为米，dr,j和/>表示频率j对应的接收机和卫星伪距硬件延迟，单位为米，表示卫星硬件延迟的消电离层组合，单位为米，/>表示第1频率的电离层延迟，单位为米，其系数/>为其他频率与第1频率电离层延迟间的比值，λj为对应频率j的波长，/>是非整周模糊度，单位为米；
S2、将所述单系统双频非差非组合原始观测方程中的接收机硬件延迟参数dr,j重新设定为时变参数dr,j(i)，并将其表示为第1历元接收机硬件延迟dr,1(1)与历元间接收机硬件延迟变化值的和，即/>
S3、结合S2的设定，对S1中的参数重新整合以消除秩亏，构建新的观测方程为：
其中
S4、利用滤波或多历元解的方法，对S3中的观测方程进行求解，获得后，将其改正到近似坐标上，得到精确的坐标解。
2.根据权利要求1所述的顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法，其特征在于，S1选用的数据包括北斗二号、北斗三号、GPS、GLONASS或Galileo系统，并同时选用精密卫星轨道和钟差产品。
3.根据权利要求1所述的顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法，其特征在于，所述的S3新的观测方程基础上，若已知测站的精确坐标，则不存在新的观测方程变成：
仍然是满秩方程，用于解算对流层延迟、接收机钟差和电离层延迟，进而用于分析以上参数估值的性能。
4.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任意一项所述顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任意一项所述顾及硬件延迟时变特征的GNSS精密单点定位方法的步骤。
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