CN115453593A - 基于短报文的固定模糊度精密单点定位方法、设备和介质 - Google Patents

基于短报文的固定模糊度精密单点定位方法、设备和介质 Download PDF

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CN115453593A CN202211211105.2A CN202211211105A CN115453593A CN 115453593 A CN115453593 A CN 115453593A CN 202211211105 A CN202211211105 A CN 202211211105A CN 115453593 A CN115453593 A CN 115453593A
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宋子远
张益泽
于超
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Abstract

提供基于短报文的固定模糊度精密单点定位方法、设备和介质的方法、设备和介质。方法包括：由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并通过短报文通讯向系统发送；由系统端针对卫星，将卫星的SSR轨道钟差改正数转换为测站‑卫星视线方向的OSR综合改正数；由系统端将预定时间段内的OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多项式系数，由系统端估计频点的相位小数偏差产品，将它们进行编码，通过短报文通讯发送到用户端；由系统端通过短报文通讯将最近历元的OSR综合改正数播发给用户端；由用户端通过多项式系数将OSR综合改正数进行外推，得到推测的当前历元OSR综合改正数，结合相位小数偏差产品，以实现固定模糊度的精密单点定位定位。

Description

基于短报文的固定模糊度精密单点定位方法、设备和介质
技术领域
本申请涉及卫星定位领域，且更具体地，涉及由系统端和/或用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法、电子设备、非暂时存储介质。
背景技术
卫星定位系统是一种使用卫星对物体进行准确定位的技术，可以实现导航、定位、授时等功能。
全球导航卫星系统(GNSS)利用卫星信号来确定卫星信号接收器在地理上的经纬度坐标位置。目前全球导航卫星系统主要包括全球定位系统(GPS)、伽利略全球定位系统(Galileo)、格洛纳斯全球卫星导航系统(Glonass)、北斗卫星导航系统(BDS)等。因为各种干扰因素、例如大气电离层和对流层的干扰，会造成卫星信号传递上的延迟，导致全球定位系统的定位误差大概在十米的范围内。
为了进一步提高全球定位系统的定位精度，精密单点定位算法(Precise PointPositioning,PPP)作为定位导航领域中高精度绝对定位的重要手段，基于精密轨道和钟差产品来实现分米-厘米级定位精度。用户端可利用一台GNSS接收机的载波相位和测距伪码观测值实现高精度定位。PPP技术通过对卫星定位误差进行精确建模并播发给用户端，摆脱数据传输对于互联网的依赖，用户端通过卫星链路也可以获得精确的定位结果。其中，PPP将卫星的位置和钟差分别提取出来单独处理，常见的是使用国际GNSS服务(InternationalGNSS Service,IGS)的精密星历和精密钟差产品，并且在处理相应的误差也更加精细，例如电离层会使用无电离层组合，对流层误差作为参数进行估计等。
基于无电离层组合的PPP观测方程如下：
Figure BDA0003875131460000021
其中各个参数为：
Figure BDA0003875131460000022
接收机(用户端)r对于卫星j的伪距无电离层组合观测值减去卫星到接收机的几何距离；
Figure BDA0003875131460000023
卫星j与接收机r之间的方向向量；
Δr：接收机的位置改正向量(待求)；
c：光速；
Figure BDA0003875131460000024
接收机钟差；
Figure BDA0003875131460000025
天顶对流层延迟的投影系数；
dtrop,r：天顶对流层延迟；
Figure BDA0003875131460000026
伪距观测噪声；
Figure BDA0003875131460000027
接收机r对于卫星j的相位无电离层组合观测值减去卫星到接收机的几何距离；
Figure BDA0003875131460000028
无电离层组合的模糊度；
Figure BDA0003875131460000029
载波观测噪声。
实时PPP依赖于国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)及其下属的多系统GNSS实验室(Multi-GNSS Experiment,MGEX)提供的实时轨道钟差产品，通过将其改正到卫星播发的广播星历上以恢复实时精密轨道钟差。目前提供实时轨道钟差改正产品的分析中心主要有：法国国家太空研究中心(CNES)、德国地学中心(GFZ)、德国宇航中心(DLR)、中国科学院(CAS)、武汉大学(WUH)、联邦制图和大地测量学办公室(BKG)、上海天文台(SHA)等。各家分析中心的产品按照国际海运事业无线电技术委员会(Radio TechnicalCommission for Maritime services，RTCM)协议通过网络数据流播发。
然而，如何使得用户端实时快速精密定位仍然是一个有待改进的问题。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供一种由系统端和用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法，包括：由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并向系统发送用户端的测站初始坐标和系统频段选择；由系统端通过短报文通讯获取用户端的测站初始坐标和系统频段选择；由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端；由系统端通过短报文通讯将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数通过一个或多个历元轮流播发给用户端；由用户端通过短报文通讯接收并解码所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数，通过接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前历元的OSR综合改正数，通过所述当前历元的OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
根据本申请的另一个方面，提供一种由系统端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数播发的方法，包括：由系统端通过短报文通讯获取用户端的测站初始坐标和系统频段选择；由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端；由系统端通过短报文通讯将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数通过一个或多个历元轮流播发给用户端。
根据本申请的另一个方面，提供一种由用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法，包括：由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并通过短报文通讯向系统端发送用户端的测站初始坐标和系统频段选择；由用户端通过短报文通讯接收并解码由系统端发送的多颗卫星的多项式系数，其中所述多颗卫星的多项式系数是至少通过如下步骤得到的：由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数；由用户端通过短报文通讯接收由系统端针对所述多颗卫星、估计且编码的由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品；由用户端通过短报文通讯接收由系统端通过短报文通讯通过一个或多个历元轮流播发的所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数；由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
根据本申请的另一个方面，提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储指令；处理器，用于读取所述存储器中的指令，并执行如根据本申请各个实施方式所述的方法。
根据本申请的另一个方面，提供一种非暂时存储介质，其上存储有指令，其中，所述指令在被处理器读取时，使得所述处理器执行根据本申请各个实施方式所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本申请实施方式的卫星定位系统的场景示意图。
图2示出了根据本申请实施方式的适用于北斗短报文系统的实时多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数生成、编码和播发方法的流程图。
图3示出了进行编码的某些历元的改正信息示例图。
图4示出了各历元可用卫星数与传统单系统解算可用卫星数对比图。
图5示出了使用本申请实施例中播发的改正数做用户端定位验证的结果与传统播发方式定位验证结果对比。
图6示出了根据本申请实施方式的由系统端和用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法的流程图。
图7示出了根据本申请实施方式的由系统端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数播发的方法的流程图。
图8示出了根据本申请实施方式的由用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法的流程图。
图9示出了适于用来实现本申请实施方式的示例性电子设备的框图。
图10示出了根据本公开的实施例的非暂时性计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
现在将详细参照本申请的具体实施例，在附图中例示了本申请的例子。尽管将结合具体实施例描述本申请，但将理解，不是想要将本申请限于描述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本申请的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
传统的PPP技术通常需要十到几十分钟不等的初始定位时间才能收敛到厘米级的精度，这是由于GNSS使用的中地球轨道(MEO)卫星轨道偏高，几何变化慢，使得相近的历元观测值的相关性较强，导致短时间内PPP浮点解模糊度精度较差，需要十到几十分钟不等才能固定模糊度。这么长的时间显然无法适应无人机飞控、农机导航、智能驾驶等要求高实时性高精度的应用场景。
精密单点定位模糊度固定定位算法(Precise Point Positioning-AmbiguityResolution，PPP-AR)是固定模糊度的精密单点定位算法，相较于传统的精密单点定位浮点解定位算法，其显著优势为模糊度快速固定能够提供更快的收敛速度以及更高的定位收敛精度，尤其是在测站北东天坐标系(NEU坐标系)下的东(E)方向。相较于传统实时PPP浮点解，实时PPP-AR除了需要实时轨道钟差产品外，还需要系统端实时解算卫星端的相位硬件延迟(未校准相位延迟，Uncalibrated Phase Delay,UPD)并将其连同实时精密轨道钟差信息播发给用户端(在全文中，或称测站，或称接收机(端))。
当使用UPD方法估计系统端估计卫星端宽巷UPD的观测方程如下：
Figure BDA0003875131460000061
其中，各个参数的含义如下：
Lwl：载波相位的宽巷观测值；
λw：宽巷观测值的波长；
Nw：宽巷整周模糊度；
br,i：第i个频点的接收机端相位硬件延迟，i例如取1、2；
Figure BDA00038751314600000612
第i个频点的卫星端相位硬件延迟；
dr,i：第i个频点的接收机端伪距硬件延迟；
Figure BDA00038751314600000611
第i个频点的卫星端伪距硬件延迟；
λi：第i个频点原始观测值的波长；
λn：窄巷观测值的波长。
系统端利用多站对宽巷UPD进行估计，方程如下：
Figure BDA0003875131460000062
其中，各个参数的含义如下：
UPDwl：宽巷模糊度的相位小数偏差；
Figure BDA0003875131460000063
宽巷浮点模糊度；
Nwl：宽巷整周模糊度；
Figure BDA0003875131460000064
对宽巷模糊度浮点值取整。
无电离层组合(IF,Ionosphere-free Combination)的实数模糊度可以表示如下：
Figure BDA0003875131460000065
其中，各个参数的含义如下：
Figure BDA0003875131460000066
无电离层组合模糊度；
fi：第i个频点的频率，i例如取1、2；
Figure BDA0003875131460000067
窄巷浮点模糊度；
Figure BDA0003875131460000068
宽巷浮点模糊度。
上式中，
Figure BDA0003875131460000069
和
Figure BDA00038751314600000610
为浮点模糊度，结合前面计算得到的宽巷UPD，利用最小二乘模糊度降相关平差法(Leastsquare AMBiguity Decorrelation Adjustment，LAMBDA)方法可以得到所有的宽巷模糊度，如果将固定好的整周宽巷模糊度代入，则相应的宽巷浮点部分被强制分配给窄巷中，上式可以表示为：
Figure BDA0003875131460000071
各个参数的含义如下：
Figure BDA0003875131460000072
无电离层组合模糊度；
fi：第i个频点的频率，i例如取1、2；
Figure BDA0003875131460000073
窄巷浮点模糊度；
NWL：宽巷整周模糊度。
与宽巷UPD产品估计类似，在估计窄巷UPD时，应先确定一组比较准确的窄巷UPD初值，然后采用卡尔曼滤波获得准确的窄巷UPD估计值，系统端在估计完宽巷和窄巷UPD后，可以通过线性变换将其转为单个频点的UPD并播发给用户。
用户端通过接收系统端播发的各频点UPD参数，分别将其改入宽巷观测方程以及无电离层组合观测方程中，固定宽巷整周模糊度并消除非差无电离层组合中的卫星端相位小数偏差，非差无电离层组合观测方程如下所示：
Figure BDA0003875131460000074
参数的含义如下：
Figure BDA0003875131460000075
接收机(用户端)r对于卫星j的伪距无电离层组合观测值；
Figure BDA0003875131460000076
接收机(用户端)r对于卫星j(第j个卫星)的相位观测值；
Figure BDA0003875131460000077
卫星j与接收机r之间几何距离；
c：光速；
dtr：接收机r的钟差；
dtj：卫星j的钟差；
Figure BDA0003875131460000078
天顶对流层延迟的投影系数；
dtrop,r：天顶对流层延迟；
Figure BDA0003875131460000079
伪距观测噪声；
λIF：无电离层组合波长；
Figure BDA00038751314600000710
无电离层组合模糊度；
BIF,r:接收机端伪距硬件延迟；
Figure BDA0003875131460000081
卫星端伪距硬件延迟；
bIF,r：接收机端相位硬件延迟；
Figure BDA0003875131460000082
卫星端端相位硬件延迟；
δOSRj：OSR综合改正数；
OSR综合改正数的计算公式为：
Figure BDA0003875131460000083
其中，
Figure BDA0003875131460000084
为用户从接收机端收到的多项式系数；
Figure BDA0003875131460000085
非差无电离层组合的模糊度；
Figure BDA0003875131460000086
载波观测噪声。
将非差观测方程通过星间作差进一步消除接收机端相位硬件延迟，星间单差观测方程如下所示：
Figure BDA0003875131460000087
Figure BDA0003875131460000088
代表对*值进行星间单差。
λIF：无电离层组合波长；
Figure BDA0003875131460000089
卫星j的无电离层组合模糊度；
Figure BDA00038751314600000810
接收机(用户端)r对于卫星j的伪距无电离层组合观测值；
Figure BDA00038751314600000811
接收机(用户端)r对于卫星j(第j个卫星)的相位观测值；
Figure BDA00038751314600000812
卫星j与接收机r之间的几何距离；
c：光速；
dtr：接收机r的钟差；
dtj:卫星j的钟差；
Figure BDA00038751314600000813
卫星j与接收机r之间的天顶对流层延迟的投影系数；
dtrop,r：接收机r的天顶对流层延迟；
Figure BDA00038751314600000814
接收机(用户端)r对于卫星j的伪距观测噪声；
Figure BDA00038751314600000815
接收机(用户端)r对于卫星j的相位观测噪声；
Figure BDA00038751314600000816
卫星j的相位硬件延迟；
δOSRj：卫星j的OSR综合改正数。
通过LAMBDA方法尝试固定窄项模糊度，并结合固定成功的宽巷整周模糊度即可得到无电离层组合模糊度的固定解，将其回代入观测方程重新估计接收机坐标即可获得用户端位置的模糊度固定解。
除了上述UPD方法外，还可以通过整数钟估计方法(Integer Recovery Clocks,IRC)重新估计钟差，将相位为基准的钟差取代IGS提供的以伪距为基准的钟差。此时，系统端只需要播发宽巷模糊度即可实现用户端模糊度固定。
北斗短报文通信系统(Short Message Communication,SMC)提供位置报告、应急搜救和报文通信业务三类基本服务，并能够与其它信息系统互联互通。其他业务应用基于这三类基本服务开展。其中，报文通信业务提供端到端的双向报文通信、组播和广播通信三种报文业务。
由于短报文系统不依赖于互联网，可以在无互联网和附近无实时运动(real timekinematic，RTK)基准站条件下使用，因此可以不依赖互联网在多种场景下实现通信。但由于短报文通信方式下的通信数据量较小，例如北斗卫星的短报文一次可以播发560比特或624比特，无法很好地传输卫星定位系统所需的卫星轨道钟差改正数以及相位小数偏差产品和钟差产品，因此，传统中不会用短报文通信方式来进行基于卫星的用户端定位。
本申请人想到利用北斗三号中圆地球轨道(Medium Earth Orbit，MEO)卫星轨道覆盖的特点，发挥星座卫星星间链路互联互通的优势，立足星上现有资源余量，综合各类用户需求，创新技术体制和工作模式，基于短报文的精密差分定位，可以在更广阔的地理区域甚至范围内提高用户定位精度和完好性，具有用户兼容性高、覆盖范围大、隐蔽性好等优点，同时无需额外增加差分数据链路，使用便捷，对于保证特殊作战场景下定位的高安全、高可靠和高精度具有重要意义。
基于短报文系统实现差分定位的障碍点在于卫星资源有限，致使差分改正数的播发频度和播发带宽受限。以北京神州天鸿科技有限公司生产的短报文播发与接收终端设备为例，三级集成电路(IC)卡支持的单次最大播发量为560比特，最短播发间隔为60秒。而在应用最为广泛的RTCM-SC-104网络差分改正数播发协议中，GPS卫星的径向、切向和法向改正数以及钟差改正数的卫星数据长度就分别达到了22比特、20比特、20比特、22比特，每颗卫星的改正数总长度达到了92比特，基于网络的播发间隔可以达到5秒。很明显，采用RTCM-SC-104(无线电技术委员会海上工作部104专委会)播发协议难以在短报文终端实现多系统的实时精密定位，更无法通过播发卫星端的UPD来实现用户端的模糊度固定。因此需要一种有效的改正数生成、编码以及播发策略来实现基于(例如北斗卫星的)短报文系统的实时多系统模糊度固定算法。
本申请使用网络数据流播发的实时轨道钟差改正数以及全球IGS测站观测数据，围绕基于(北斗)短报文系统实现实时多系统的固定模糊度的精密单点定位这个目标，重点研究基于(北斗)短报文系统精密差分定位系统总体构成，对其中的差分改正信息生成、参数编码方法和播发策略进行设计，进一步提高基于短报文系统的实时精密差分定位的精度和可靠性。
图1示出了根据本申请实施方式的卫星定位系统的场景示意图。
系统端通过短报文通讯与北斗卫星BDS进行通信，例如向北斗卫星发送改正数、多项式系数、相位小数偏差产品等的改正信息，北斗卫星可以通过短报文通讯向用户端转发改正数、多项式系数、相位小数偏差产品等的改正信息。而用户端(或称测站或接收机)通过观测多个GNSS卫星，以得到观测数据，来获得测站初始坐标等信息。用户端也可以通过北斗卫星的短报文通讯来向北斗卫星发送要转发给系统端的信息，例如用户端初始坐标和频点选择信息等。且用户端通过从北斗卫星通过短报文通讯发送的改正数、多项式系数、相位小数偏差产品或钟差产品等，来进行如本申请各个实施方式的模糊度固定的精密单点定位，以得到用户端的精密位置信息。
接下来通过后续附图来详细描述整个过程。
本申请提供了一种适用于北斗短报文系统的实时多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数生成，编码和播发方法。主要特点是通过将高频的状态空间表示(StateSpace Representation，SSR)轨道钟差改正数投影在用户-卫星视线方向成为观测空间表示(Observation Space Representation，OSR)的综合改正数，从而减小播发改正数所需占用的字节数、同时不损失过多信息；通过将用户-卫星视线方向的OSR综合改正数进行多项式拟合生成多项式系数参数，从而能够后续通过多项式系数参数和历史时间的OSR综合改正数来推导当前OSR综合改正数(而不需要实时获得(通常也无法实时获得)当前OSR综合改正数)，从而能够提高改正数的可用时长；通过短报文通讯通过多历元轮流编码播发的方式将各个系统卫星的用户-卫星视线的OSR综合改正数的拟合多项式系数以及相位小数偏差产品播发给用户端；用户端通过短报文通讯接收并解码OSR综合改正数，通过存储前几个历元收到的卫星OSR综合改正数的拟合多项式系数以及例如相位小数偏差产品，使用拟合多项式系数对接收到的OSR综合改正数进行外推得到推测的当前历元的OSR综合改正数，联合当前历元解码得到的相位小数偏差产品，从而实现用户端的实时多系统的固定模糊度的精密单点定位。
图2示出了根据本申请实施方式的适用于(北斗)短报文系统的实时多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数生成、编码和播发方法的流程图。
参见图2，适用于(北斗)短报文系统的实时多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数生成、编码和播发方法的实现流程如下：
在步骤201中，系统端实时接收状态空间表示(State Space Representation，SSR)轨道钟差改正数；实时接收全球IGS测站观测数据并计算多系统卫星端相位小数偏差(产品)。其中状态空间表示SSR意味着对GNSS卫星各个定位误差做独立描述。
在步骤202中，用户端通过例如伪单点定位获取测站(用户)初始坐标，用户端进行各系统频段选择以选择频点。
在步骤203中，用户端将用户初始坐标和频点选择信息进行编码，通过(北斗卫星的)短报文通讯发送至系统端。
在步骤204中，系统端接收、解码用户初始坐标以及系统频段选择的频点选择信息。
系统端通过短报文通讯获取用户初始的概略坐标以及系统频段选择的频点选择信息。用户端向系统端进行短报文通讯的编码格式可以规定如下表所示：
Figure BDA0003875131460000111
Figure BDA0003875131460000121
其中，GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒，X(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的X轴，Y(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Y轴，Z(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Z轴，GPS频点表示用户端定位时使用全球定位系统GPS系统的频点组合，BDS频点表示用户端定位时使用北斗卫星导航系统BDS系统的频点组合，Galileo频点表示用户端定位时使用伽利略系统的频点组合。
在步骤205中，系统端依据用户初始坐标、频点选择信息将SSR轨道钟差改正数投影到用户视线方向(测站-卫星视线方向或用户-卫星视线方向)，生成OSR(综合)改正数。观测空间表示OSR意味着用一个改正数去综合所有的定位误差。
因为用户视线方向的(综合)改正数的数据量较小，且包含的信息更符合用户端所需，因此在保证了数据量较小以能够通过北斗卫星短报文通讯方式来发送和接收的同时，又保证了改正数的相对有用的信息以便于后续进行实时多系统的固定模糊度的精密单点定位的用户端定位。
其中，实时估计各系统各颗卫星各频点的相位小数偏差(UPD)，同时根据用户初始坐标，将用户端可见卫星的SSR实时钟差轨道改正数转换为测站-卫星视线方向OSR综合改正数包括：
步骤(1)：计算卫星坐标系下的实时轨道改正数δO；
步骤(2)：计算实时钟差改正数δCs；
步骤(3)：将步骤(1)中计算得到的δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs；
步骤(4)：将步骤(2)，步骤(3)中的δXs，δCs转为测站-卫星视线方向综合改正数δOSRs。
在步骤(1)中，计算卫星坐标系下的实时轨道改正数δO，公式如下：
Figure BDA0003875131460000131
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure BDA0003875131460000132
分别为卫星坐标系下卫星的径向、切向以及法向速度。t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻。
在步骤(2)中，计算实时钟差改正数δCs，公式如下：
δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0，C1和C2分别为钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项。t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻。
在步骤(3)中，将实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs，公式如下：
δXs＝[er,ea,ec]·δO
Figure BDA0003875131460000133
其中，r和
Figure BDA0003875131460000134
分别为ECEF下卫星的位置和速度坐标，可以由广播星历求得。er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量。
在步骤(4)中，将δXs，δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs，公式如下：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e为由测站指向卫星的单位向量，由先前获取的用户初始位置、即用户概略位置以及卫星坐标求得。即，
Figure BDA0003875131460000135
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs,ys,zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
在步骤206中，系统端将一段时间内的OSR综合改正数进行多项式拟合，得到多项式系数。
这里由于系统端将系统端自己测得的当前OSR综合改正数发给用户端之后，用户端需要一定的时间来接收，具有一定的延时，因此，在该延时之后，实际的实时改正数会发生变化。在这里，系统端对一段时间内的其测到的OSR综合改正数进行多项式拟合，得到多项式系数，即，得到OSR综合改正数在一段时间内的变化规律，从而可以利用该多项式系数(一段时间内的变化规律)来推测在用户端接收到系统端发送来的OSR综合改正数的时候、该OSR综合改正数会依照变化规律而变化成什么数值，就使得用户端能利用更接近于用户端的当前时刻的OSR综合改正数，从而提高定位精度，同时提高改正数的可用时长。
以一阶多项式拟合为例，将累计时长内的OSR改正数进行一阶多项式拟合，求得常数项a0以及一阶项系数a1包括：
通过如下估计公式对于将求得的各颗卫星的测站-卫星视线方向综合改正数δOSRs改正数拟合为包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure BDA0003875131460000141
t1…tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure BDA0003875131460000142
是各个时刻t1…tn的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
在此，可以将多个改正数拟合成一阶多项式，因此拟合的多项式参数是常数项a0以及一阶项系数a1这2个参数。即，认为这多个改正数之间的关系是线性关系，将多个改正数拟合成线性直线。但是本申请不限于此，也可以考虑将多个改正数拟合成二阶、三阶、……或N阶(N是正整数)多项式，同时多项式参数也可以对应于这些阶的多项式。即，可以考虑多个OSR综合改正数是非线性关系，将多个OSR综合改正数拟合成曲线等等，只要获得OSR综合改正数在一段时间内的变化规律即可。
在线性拟合时，当整小时处发生广播星历切换时，可能会导致切换时刻前后的SSR改正发生跳变，此时无法直接对跳变前后的历元进行拟合，而需要将跳变后的δOSRs改正归算到上一个广播星历上，以保证拟合的连续性。当广播星历从BRDM1切换至BRDM2时，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs的公式如下：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星坐标。
在拟合样本中有足够多新IODE标识下的SSR之前，用上述公式对新IODE下的δOSRs进行转换。但是当拟合样本中所有IODE一致时，即可切换广播星历的IODE，同时无需进行δOSRs转换。
在步骤207中，系统端按照编码格式、对各卫星的多项式系数、相位小数偏差产品以及其他信息进行编码。
在这里，通过编码能够进一步减小要发送的数据量的大小，从而满足用短报文通讯来收发信息。当然，在此短报文通讯是北斗卫星特有的特色通讯方式，但本申请不限于使用“北斗卫星”的短报文系统来实现，而是只要是传输数据量较小且不依赖于互联网的任何卫星的短报文通讯方式都可以。
对于系统端发送信息的总体信息编码要求如下表所示：
Figure BDA0003875131460000151
其中，信息内容部分为所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分，按照北斗非涉密用户3级IC卡的带宽限制，信息内容不超过560比特。当然，该最大比特数也不一定限定为560比特，而是根据带宽限制，可以取其他值。上表中的编码要求仅是一个例子，实际上可以用其他编码方式，包括内容和比特数限制都可以根据实际情况而不同。但是限定内容和比特数可以使得编码后的信息更适应于带宽较小的短报文通讯。
对当前历元的改正信息进行编码：将该历元差分改正数时间标识，以头文件形式进行编码。对头文件信息的编码方式如下表所示：
参数 精度(单位) 有效范围 比特数
GPSWeek 1(周) 0-4095 12
GPSSec 1(秒) 0-604800 20
卫星数量 1(颗) 0-15 4
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。在这里，在头文件中加入卫星数量的参数，是因为系统端发送的卫星数不一定是最大值而用户端在收到改正数信息进行解码的时候需要提前知道包含了多少颗卫星才能正确解码。将先前求得的各OSR综合改正数的拟合的多项式系数连同卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的IODE进行编码。
当使用UPD方法时，单颗卫星的改正数编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000161
Figure BDA0003875131460000171
其中卫星系统信息表示为卫星是什么系统，例如GPS系统、BDS系统或伽利略Galileo系统。卫星号PRN可以是例如01、02、03……。可以使用符号G01用来标识GPS系统的01号卫星。
此方案下单颗卫星播发改正数共占77比特，按照北斗非涉密用户3级IC卡带宽限制，每次最多可播发7颗卫星的改正数。当然，本申请不限于这种编码方式以及该比特数，这样的比特数限制只是为了在短报文通讯的比特数限制下在保证信息量的情况下尽可能地每次播发更多颗卫星的改正数。
当使用IRC方法时，编码方式如下表所示(以一阶多项式拟合参数为例)：
Figure BDA0003875131460000172
此方案下单颗卫星播发改正数共占61比特，按照北斗非涉密用户3级IC卡带宽限制，每次最多可播发9颗卫星的改正数。当然，本申请不限于这种编码方式以及该比特数，这样的比特数限制只是为了在短报文通讯的比特数限制下在保证信息量的情况下尽可能地每次播发更多颗卫星的改正数。
如此，编码后的播发信息的比特量比较小，且能够适应于诸如北斗卫星的短报文通讯的数据量要求。
其中，由于短报文单次播发量有限，因此多系统如果有二十多颗卫星的改正数无法一次全部播发，需要通过两到三个历元播发完成，每次播发的为不同卫星的OSR综合改正数；用户端需要将每颗卫星的拟合的多项式系数都存下来；这里的拟合的多项式系数参数是指最新收到的两个多项式系数a0、a1。
图3示出了如上述进行编码的某些历元的改正信息示例图。
在图3中，PG:GPS系统。PE:GALILEO系统。PC:Campass(北斗)系统。后面两个数字是卫星号，如PG01是指GPS的01号卫星。
在步骤208中，系统端通过多个历元轮流播发方式通过短报文通讯播发多系统各卫星的OSR综合改正数。
这是因为一个历元间隔的时间有限，如果卫星的数量较多，则需要多个历元才能轮流播发完所有多系统的各卫星的OSR综合改正数。
例如，将用户端所有可以观测的卫星，通过多个历元轮流播发的方式将步骤207中编码的最新时刻的OSR综合改正数播发给用户，在满足卫星高度角大于10°的条件下，可以按照GPS、BDS、GALILEO的顺序对OSR综合改正数依次进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的OSR综合改正数。
如前所述，所述系统端发送信息的总体信息编码要求可以如下表所示：
Figure BDA0003875131460000181
其中，信息内容包括多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。当然，本申请不限于这种编码方式以及该比特数，这样的比特数限制只是为了在短报文通讯的比特数限制下在保证信息量的情况下尽可能地每次播发更多信息。
在步骤209中，用户端接收、解码各卫星的最近历元的OSR综合改正数。
在步骤210中，用户端通过拟合的多项式系数对最近历元的OSR综合改正数进行插值，即得到恢复的当前时刻的OSR综合改正数，从而固定宽巷模糊度，计算无电离层组合浮点解。
在步骤211中，用户端进行多系统精密单点定位，并尝试固定窄巷模糊度。
如果固定成功，则用户端回代整数模糊度，求得模糊度固定解坐标，作为用户端的卫星定位坐标。
如果固定失败，则用户端输出浮点解坐标，作为用户端的卫星定位坐标。
用户端通过短报文通讯接收并解码OSR综合改正数，通过存储前几个历元收到的卫星OSR综合改正数的拟合多项式参数以及相位小数偏差产品，使用拟合多项式参数对OSR综合改正数进行外推得到当前历元的OSR综合改正数，联合当前历元解码得到的OSR综合改正数，即可实现实时多系统的固定模糊度的精密单点定位。在此，相位小数偏差产品在短时间内当作常数，不用来进行外推。具体地，用户端非差定位模型公式(求用户端的位置)如下：
Figure BDA0003875131460000191
其中，上标中的T为最新OSR综合改正数时间标识，上标中的T-n为n个历元前的改正数时间标识。n是正整数。以下参数说明不带上标，而加上上述时间标识的上标表示其相关参数被获取的时间。
Figure BDA0003875131460000192
对各参数*作星间差；
Figure BDA0003875131460000193
接收机(用户端)r对于卫星j的伪距无电离层组合观测值；
Figure BDA0003875131460000194
接收机(用户端)r对于卫星j(第j个卫星)的相位观测值；
Figure BDA0003875131460000195
卫星j与接收机r之间的几何距离；
c：光速；
dtr：接收机r的钟差；
dtj:卫星j的钟差；
Figure BDA0003875131460000196
卫星j与接收机r之间的天顶对流层延迟的投影系数；
dtrop,r：接收机r的天顶对流层延迟；
λIF：无电离层组合波长；
Figure BDA0003875131460000201
卫星j的无电离层组合模糊度；
Figure BDA0003875131460000202
接收机(用户端)r对于卫星j的伪距观测噪声；
Figure BDA0003875131460000203
接收机(用户端)r对于卫星j的相位观测噪声；
Figure BDA0003875131460000204
卫星j的相位硬件延迟；
Figure BDA0003875131460000205
卫星j的T时刻OSR综合改正数。
对于用户端存储的之前历元解码得到的改正信息，每当有一颗卫星的新OSR综合改正数被接收到时，用新OSR综合改正数替换旧OSR综合改正数并记录其时刻信息；使用多项式系数参数进行外推时，由于外推误差随外推时长增加而增大，会降低用户精度，因此设置外推时长的阈值，例如设为5分钟，使得超过5分钟的OSR综合改正数不使用，以便保证OSR综合改正数可靠性。
用户端使用本申请播发的例如一阶多项式系数和相位小数偏差产品进行定位解算，图4示出了根据本申请的实施例的各历元可用卫星数与传统单系统解算可用卫星数对比图，显示出采用本申请的实施例能够结算更多的可用卫星数；图5示出了使用本申请实施例中播发的改正数做用户端定位验证的结果与传统播发方式定位验证结果对比，可见根据本申请实施例的用户端定位的结果更稳定，误差更小。
图6示出了根据本申请实施方式的由系统端和用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法600的流程图。
如图6所示，一种由系统端和用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法600包括：步骤610，由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并向系统发送用户端的测站初始坐标和系统频段选择；步骤620，由系统端通过短报文通讯获取用户端的测站初始坐标和系统频段选择；步骤630，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；步骤640，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端；步骤650，由系统端通过短报文通讯将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数通过一个或多个历元轮流播发给用户端；步骤660，由用户端通过短报文通讯接收并解码所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数，通过接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前历元的OSR综合改正数，通过所述当前历元的OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
在一个实施例中，其中所述SSR改正数包含轨道和钟差改正数，其中在采用非校准相位延迟UPD方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以伪距为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是包含所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，或者在采用整数钟估计IRC方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以相位为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品。
在一个实施例中，所述由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端包括：由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码。
其中，所述由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位包括：由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数、所述相位小数偏差产品或所述钟差、所述历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
在一个实施例中，用户端向系统端进行短报文通讯的编码格式规定如下表所示
Figure BDA0003875131460000221
其中，GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒，X(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的X轴，Y(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Y轴，Z(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Z轴，GPS频点表示用户端定位时使用全球定位系统GPS系统的频点组合，BDS频点表示用户端定位时使用北斗卫星导航系统BDS系统的频点组合，Galileo频点表示用户端定位时使用伽利略系统的频点组合。
在一个实施例中，由系统端针对所述多颗卫星、使用所述频点的相位小数偏差产品，其中系统端播发宽巷模糊度，且用户端基于所述频点的相位小数偏差产品，来进行固定模糊度的精密单点定位。
在一个实施例中，至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
将所述历元差分改正数时间标识以如下头文件形式进行编码：
参数 精度(单位) 有效范围 比特数
GPSWeek 1(周) 0-4095 12
GPSSec 1(秒) 0-604800 20
卫星数量 1(颗) 0-15 4
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。在这里，在头文件中加入卫星数量的参数，是因为系统端发送的卫星数不一定是最大值而用户端在收到改正数信息进行解码的时候需要提前知道包含了多少颗卫星才能正确解码。
在一个实施例中，至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
其中，当使用UPD方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000231
Figure BDA0003875131460000241
当使用IRC方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000242
在一个实施例中，至少通过如下步骤，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数：
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时SSR轨道改正数δO：
Figure BDA0003875131460000251
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure BDA0003875131460000252
分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向速度，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻。
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时钟差改正数δCs：δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0、C1和C2分别是钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻。
通过如下公式，将所述实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs：
δXs＝[er，ea，ec]·δO
Figure BDA0003875131460000253
其中，r和
Figure BDA0003875131460000254
分别为ECEF下的卫星的位置和速度坐标，er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量。
通过如下公式将δXs、δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e是由测站指向卫星的单位向量，其中，
Figure BDA0003875131460000255
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs，ys，zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
在一个实施例中，通过如下公式，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure BDA0003875131460000261
t1...tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure BDA0003875131460000262
是各个时刻t1...tn的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
在一个实施例中，当广播星历从广播星历BRDM1切换至广播星历BRDM2时，通过如下公式，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星的坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星的坐标。
将当前用户端可观测的多颗卫星的测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数通过多个历元轮流播发的方式，在满足卫星高度角大于10°的条件下，按照GPS卫星、BDS卫星、GALILEO卫星的顺序对改正数依次向用户端进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的改正数。
在一个实施例中，所述系统端发送信息的总体信息编码要求如下表所示：
Figure BDA0003875131460000263
其中，信息内容包括所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。
在一个实施例中，对于用户端存储的之前历元的解码得到的OSR综合改正数，每当有一颗卫星的新OSR综合改正数被接收到时，用新OSR综合改正数替换旧OSR综合改正数并记录其时刻信息；使用所述多颗卫星的多项式系数进行外推时，设置外推时长的阈值，其中所述阈值包括5分钟、使得不使用超过5分钟的OSR综合改正数。
因此，本申请提供一种适用于(北斗)短报文系统的实时多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数生成，编码和播发方法。主要特点是通过将高频轨道钟差改正数投影在用户-卫星视线方向从而减小改正数占用字节数；通过将视线方向改正数进行一阶多项式拟合生成多项式系数，从而提高改正数的可用时长；通过多历元轮流编码播发的方式将各个系统卫星的视向改正数的拟合系数以及相位小数偏差产品播发给用户；用户端通过短报文通讯接收并解码改正数，通过存储前几个历元收到的卫星OSR(观测空间表示)拟合系数以及UPD(相位小数偏差)改正数，使用拟合系数对OSR改正数进行外推得到当前历元的OSR改正，联合当前历元解码得到的改正数，得以在用户端实现实时多系统的固定模糊度的精密单点定位。相较于常规适用于(北斗)短报文系统的单系统模糊度浮点解的精密单点定位算法，本申请提出的改正数生成、编码和播发策略在相同的带宽和频率限制下，能够在进一步缩短用户端收敛时间的同时，提高其定位精度。
图7示出了根据本申请实施方式的由系统端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数播发的方法700的流程图。
如图7所示，一种由系统端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数播发的方法700包括：步骤710，由系统端通过短报文通讯获取用户端的测站初始坐标和系统频段选择；步骤720，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；步骤7,30，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端；步骤740，由系统端通过短报文通讯将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数通过一个或多个历元轮流播发给用户端。
在一个实施例中，其中所述SSR轨道钟差改正数包含轨道和钟差改正数，其中在采用非校准相位延迟UPD方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以伪距为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是包含所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，或者在采用整数钟估计IRC方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以相位为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品。
在一个实施例中，所述由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端包括：由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码。
在一个实施例中，方法700还包括：由系统端针对所述多颗卫星、使用所述频点的相位小数偏差产品，其中系统端播发宽巷模糊度，且用户端基于所述频点的相位小数偏差产品，来进行固定模糊度的精密单点定位。
在一个实施例中，其中至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
将所述历元差分改正数时间标识以如下头文件形式进行编码：
参数 精度(单位) 有效范围 比特数
GPSWeek 1(周) 0-4095 12
GPSSec 1(秒) 0-604800 20
卫星数量 1(颗) 0-15 4
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。在这里，在头文件中加入卫星数量的参数，是因为系统端发送的卫星数不一定是最大值而用户端在收到改正数信息进行解码的时候需要提前知道包含了多少颗卫星才能正确解码。
在一个实施例中，至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
其中，当使用UPD方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000281
Figure BDA0003875131460000291
当使用IRC方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000292
Figure BDA0003875131460000301
在一个实施例中，至少通过如下步骤，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数：
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时SSR轨道改正数δO：
Figure BDA0003875131460000302
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure BDA0003875131460000303
分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向速度，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时钟差改正数δCs：δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0、C1和C2分别是钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，将所述实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs：
δXs＝[er，ea，ec]·δO
Figure BDA0003875131460000304
其中，r和
Figure BDA0003875131460000305
分别为ECEF下的卫星的位置和速度坐标，er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量；
通过如下公式将δXs、δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs，公式如下：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e是由测站指向卫星的单位向量，其中，
Figure BDA0003875131460000311
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs，ys，zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
在一个实施例中，通过如下公式，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure BDA0003875131460000312
t1...tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure BDA0003875131460000313
是各个时刻t1...tn的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
在一个实施例中，当广播星历从广播星历BRDM1切换至广播星历BRDM2时，通过如下公式，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星的坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星的坐标。
将当前用户端可观测的多颗卫星的测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数通过多个历元轮流播发的方式，在满足卫星高度角大于10°的条件下，按照GPS卫星、BDS卫星、GALILEO卫星的顺序对改正数依次向用户端进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的改正数。
在一个实施例中，所述系统端发送信息的总体信息编码要求如下表所示：
Figure BDA0003875131460000314
Figure BDA0003875131460000321
其中，信息内容包括所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。这种编码要求可以适用于当使用最新的北斗三号全球短报文功能时的场景。
因此，本申请提供一种适用于(北斗)短报文系统的实时多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数生成，编码和播发方法。主要特点是通过将高频轨道钟差改正数投影在用户-卫星视线方向从而减小改正数占用字节数；通过将视线方向改正数进行一阶多项式拟合生成多项式系数，从而提高改正数的可用时长；通过多历元轮流编码播发的方式将各个系统卫星的视向改正数的拟合系数以及相位小数偏差产品播发给用户；用户端通过短报文通讯接收并解码改正数，通过存储前几个历元收到的卫星OSR(观测空间表示)拟合系数以及UPD(相位小数偏差)改正数，使用拟合系数对OSR改正数进行外推得到当前历元的OSR改正，联合当前历元解码得到的改正数，得以在用户端实现实时多系统的固定模糊度的精密单点定位。相较于常规适用于(北斗)短报文系统的单系统模糊度浮点解的精密单点定位算法，本申请提出的改正数生成、编码和播发策略在相同的带宽和频率限制下，能够在进一步缩短用户端收敛时间的同时，提高其定位精度。
图8示出了根据本申请实施方式的由用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法800的流程图。
如图8所示，一种由用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法800包括：步骤810，由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并通过短报文通讯向系统端发送用户端的测站初始坐标和系统频段选择；步骤820，由用户端通过短报文通讯接收并解码由系统端发送的多颗卫星的多项式系数，其中所述多颗卫星的多项式系数是至少通过如下步骤得到的：由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数；步骤830，由用户端通过短报文通讯接收由系统端针对所述多颗卫星、估计且编码的由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品；步骤840，由用户端通过短报文通讯接收由系统端通过短报文通讯通过一个或多个历元轮流播发的所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数；步骤850，由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
在一个实施例中，其中所述SSR轨道钟差改正数包含轨道和钟差改正数，其中在采用非校准相位延迟UPD方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以伪距为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是包含所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，或者在采用整数钟估计IRC方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以相位为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品。
在一个实施例中，由用户端通过短报文通讯接收由系统端通过短报文通讯发送的与频点的相位小数偏差产品一起进行编码的历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE。
其中，所述由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位包括：由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数、所述相位小数偏差产品或所述钟差、所述历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
在一个实施例中，用户端向系统端进行短报文通讯的编码格式规定如下表所示
Figure BDA0003875131460000341
其中，GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒，X(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的X轴，Y(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Y轴，Z(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Z轴，GPS频点表示用户端定位时使用全球定位系统GPS系统的频点组合，BDS频点表示用户端定位时使用北斗卫星导航系统BDS系统的频点组合，Galileo频点表示用户端定位时使用伽利略系统的频点组合。
在一个实施例中，其中至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
将所述历元差分改正数时间标识以如下头文件形式进行编码：
参数 精度(单位) 有效范围 比特数
GPSWeek 1(周) 0-4095 12
GPSSec 1(秒) 0-604800 20
卫星数量 1(颗) 0-15 4
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。
在一个实施例中，至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
其中，当使用UPD方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000351
当使用IRC方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000361
在一个实施例中，由系统端针对所述多颗卫星、使用所述频点的相位小数偏差产品，其中系统端播发宽巷模糊度，且用户端基于所述频点的相位小数偏差产品，来进行固定模糊度的精密单点定位。
在一个实施例中，至少通过如下步骤，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数：
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时SSR轨道改正数δO：
Figure BDA0003875131460000362
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure BDA0003875131460000363
分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向速度，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时钟差改正数δCs：δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0、C1和C2分别是钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，将所述实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs：δXs＝[er，ea，ec]·δO
Figure BDA0003875131460000371
其中，r和
Figure BDA0003875131460000372
分别为ECEF下的卫星的位置和速度坐标，er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量；
通过如下公式将δXs、δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs，公式如下：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e是由测站指向卫星的单位向量，其中，
Figure BDA0003875131460000373
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs，ys，zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
在一个实施例中，通过如下公式，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure BDA0003875131460000374
t1...tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure BDA0003875131460000375
是各个时刻t1...tn的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
在一个实施例中，当广播星历从广播星历BRDM1切换至广播星历BRDM2时，通过如下公式，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星的坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星的坐标。
将当前用户端可观测的多颗卫星的测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数通过多个历元轮流播发的方式，在满足卫星高度角大于10°的条件下，按照GPS卫星、BDS卫星、GALILEO卫星的顺序对改正数依次向用户端进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的改正数。
在一个实施例中，所述系统端发送信息的总体信息编码要求如下表所示：
Figure BDA0003875131460000381
其中，信息内容包括所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。
在一个实施例中，对于用户端存储的之前历元的解码得到的OSR综合改正数，每当有一颗卫星的新OSR综合改正数被接收到时，用新OSR综合改正数替换旧OSR综合改正数并记录其时刻信息；使用所述多颗卫星的多项式系数进行外推时，设置外推时长的阈值，其中所述阈值包括5分钟、使得不使用超过5分钟的OSR综合改正数。
因此，本申请提供一种适用于(北斗)短报文系统的实时多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数生成，编码和播发方法。主要特点是通过将高频轨道钟差改正数投影在用户-卫星视线方向从而减小改正数占用字节数；通过将视线方向改正数进行一阶多项式拟合生成多项式系数，从而提高改正数的可用时长；通过多历元轮流编码播发的方式将各个系统卫星的视向改正数的拟合系数以及相位小数偏差产品播发给用户；用户端通过短报文通讯接收并解码改正数，通过存储前几个历元收到的卫星OSR(观测空间表示)拟合系数以及UPD(相位小数偏差)改正数，使用拟合系数对OSR改正数进行外推得到当前历元的OSR改正，联合当前历元解码得到的改正数，得以在用户端实现实时多系统的固定模糊度的精密单点定位。相较于常规适用于(北斗)短报文系统的单系统模糊度浮点解的精密单点定位算法，本申请提出的改正数生成、编码和播发策略在相同的带宽和频率限制下，能够在进一步缩短用户端收敛时间的同时，提高其定位精度。
图9示出了适于用来实现本申请实施方式的示例性电子设备的框图。
电子设备可以包括处理器(H1)；存储介质(H2)，耦合于处理器(H1)，且在其中存储计算机可执行指令，用于在由处理器执行时进行本申请的实施例的各个方法的步骤。
处理器(H1)可以包括但不限于例如一个或者多个处理器或者或微处理器等。
存储介质(H2)可以包括但不限于例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、计算机存储介质(例如硬碟、软碟、固态硬盘、可移动碟、CD-ROM、DVD-ROM、蓝光盘等)。
除此之外，该电子设备还可以包括数据总线(H3)、输入/输出(I/O)总线(H4)，显示器(H5)以及输入/输出设备(H6)(例如，键盘、鼠标、扬声器等)等。
处理器(H1)可以通过I/O总线(H4)经由有线或无线网络(未示出)与外部设备(H5、H6等)通信。
存储介质(H2)还可以存储至少一个计算机可执行指令，用于在由处理器(H1)运行时执行本技术所描述的实施例中的各个功能和/或方法的步骤。
在一个实施例中，该至少一个计算机可执行指令也可以被编译为或组成一种软件产品，其中一个或多个计算机可执行指令被处理器运行时执行本技术所描述的实施例中的各个功能和/或方法的步骤。
图10示出了根据本公开的实施例的非暂时性计算机可读存储介质的示意图。
如图10所示，计算机可读存储介质1020上存储有指令，指令例如是计算机可读指令1010。当计算机可读指令1010由处理器运行时，可以执行参照以上描述的各个方法。计算机可读存储介质包括但不限于例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。例如，计算机可读存储介质1020可以连接于诸如计算机等的计算设备，接着，在计算设备运行计算机可读存储介质1020上存储的计算机可读指令1010的情况下，可以进行如上描述的各个方法。
本申请提供如下项目：
1.一种由系统端和用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法，包括：
由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并向系统发送用户端的测站初始坐标和系统频段选择；
由系统端通过短报文通讯获取用户端的测站初始坐标和系统频段选择；
由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；
由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端；
由系统端通过短报文通讯将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数通过一个或多个历元轮流播发给用户端；
由用户端通过短报文通讯接收并解码所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数，通过接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前历元的OSR综合改正数，通过所述当前历元的OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
2.根据项目1所述的方法，其中，所述由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端包括：
由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码，
其中，所述由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数卫星的当前OSR综合改正数的固定模糊度的精密单点定位OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位包括：
由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数、所述相位小数偏差产品或所述钟差、所述历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数卫星的当前OSR综合改正数的固定模糊度的精密单点定位OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位，
将当前用户端可观测的多颗卫星的测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数通过多个历元轮流播发的方式，在满足卫星高度角大于10°的条件下，按照GPS卫星、BDS卫星、GALILEO卫星的顺序对改正数依次向用户端进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的改正数。
3.根据项目1所述的方法，其中，用户端向系统端进行短报文通讯的编码格式规定如下表所示
Figure BDA0003875131460000411
Figure BDA0003875131460000421
其中，GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒，X(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的X轴，Y(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Y轴，Z(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Z轴，GPS频点表示用户端定位时使用全球定位系统GPS系统的频点组合，BDS频点表示用户端定位时使用北斗卫星导航系统BDS系统的频点组合，Galileo频点表示用户端定位时使用伽利略系统的频点组合。
4.根据项目4所述的方法，其中至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
将所述历元差分改正数时间标识以如下头文件形式进行编码：
参数 精度(单位) 有效范围 比特数
GPSWeek 1(周) 0-4095 12
GPSSec 1(秒) 0-604800 20
卫星数量 1(颗) 0-15 4
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。
5.根据项目1所述的方法，其中，至少通过如下步骤，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数：
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时SSR轨道改正数δO：
Figure BDA0003875131460000431
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure BDA0003875131460000432
分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向速度，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时钟差改正数δCs：δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0、C1和C2分别是钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，将所述实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs：δXs＝[er，ea，ec]·δO
Figure BDA0003875131460000433
其中，r和
Figure BDA0003875131460000434
分别为ECEF下的卫星的位置和速度坐标，er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量；
通过如下公式将δXs、δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs，公式如下：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e是由测站指向卫星的单位向量，其中，
Figure BDA0003875131460000435
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs，ys，zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
6.根据项目1所述的方法，其中
通过如下公式，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure BDA0003875131460000441
t1...tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure BDA0003875131460000442
是各个时刻t1...tn的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
7.根据项目6所述的方法，其中，
当广播星历从广播星历BRDM1切换至广播星历BRDM2时，通过如下公式，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星的坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星的坐标。
8.根据项目1所述的方法，其中，
至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
其中，当使用UPD方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000443
Figure BDA0003875131460000451
当使用IRC方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000452
9.根据项目1所述的方法，其中，
所述系统端发送信息的总体信息编码要求如下表所示：
Figure BDA0003875131460000461
其中，信息内容包括所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。
10.根据项目1所述的方法，其中，对于用户端存储的之前历元的解码得到的OSR综合改正数，每当有一颗卫星的新OSR综合改正数被接收到时，用新OSR综合改正数替换旧OSR综合改正数并记录其时刻信息；使用所述多颗卫星的多项式系数进行外推时，设置外推时长的阈值，其中所述阈值包括5分钟、使得不使用超过5分钟的OSR综合改正数。
11.一种由系统端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数播发的方法，包括：
由系统端通过短报文通讯获取用户端的测站初始坐标和系统频段选择；
由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；
由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端；
由系统端通过短报文通讯将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数通过一个或多个历元轮流播发给用户端。
12.根据项目11所述的方法，其中所述SSR轨道钟差改正数包含轨道和钟差改正数，其中在采用非校准相位延迟UPD方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以伪距为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是包含所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，或者在采用整数钟估计IRC方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以相位为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品。
13.根据项目11所述的方法，其中，至少通过如下步骤，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数：
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时SSR轨道改正数δO：
Figure BDA0003875131460000471
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure BDA0003875131460000472
分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向速度，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时钟差改正数δCs：δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0、C1和C2分别是钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，将所述实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs：δXs＝[er，ea，ec]·δO
Figure BDA0003875131460000473
其中，r和
Figure BDA0003875131460000474
分别为ECEF下的卫星的位置和速度坐标，er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量；
通过如下公式将δXs、δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs，公式如下：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e是由测站指向卫星的单位向量，其中，
Figure BDA0003875131460000481
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs，ys，zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
14.根据项目13所述的方法，其中
通过如下公式，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure BDA0003875131460000482
t1...tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure BDA0003875131460000483
是各个时刻的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
15.根据项目14所述的方法，其中，
当广播星历从广播星历BRDM1切换至广播星历BRDM2时，通过如下公式，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星的坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星的坐标。
16.根据项目11所述的方法，其中，所述由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端包括：
由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码，
其中，将当前用户端可观测的多颗卫星的测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数通过多个历元轮流播发的方式，在满足卫星高度角大于10°的条件下，按照GPS卫星、BDS卫星、GALILEO卫星的顺序对改正数依次向用户端进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的改正数。
17.根据项目16所述的方法，其中至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
将所述历元差分改正数时间标识以如下头文件形式进行编码：
参数 精度(单位) 有效范围 比特数
GPSWeek 1(周) 0-4095 12
GPSSec 1(秒) 0-604800 20
卫星数量 1(颗) 0-15 4
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。
18.根据项目16所述的方法，其中，至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
其中，当使用UPD方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000491
Figure BDA0003875131460000501
或者，当使用IRC方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000502
Figure BDA0003875131460000511
19.根据项目11所述的方法，其中，
所述系统端发送信息的总体信息编码要求如下表所示：
Figure BDA0003875131460000512
其中，信息内容包括所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。
20.根据项目11所述的方法，其中，对于用户端存储的之前历元的解码得到的OSR综合改正数，每当有一颗卫星的新OSR综合改正数被接收到时，用新OSR综合改正数替换旧OSR综合改正数并记录其时刻信息；使用所述多颗卫星的多项式系数进行外推时，设置外推时长的阈值，其中所述阈值包括5分钟、使得不使用超过5分钟的OSR综合改正数
21.一种由用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法，包括：
由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并通过短报文通讯向系统端发送用户端的测站初始坐标和系统频段选择；
由用户端通过短报文通讯接收并解码由系统端发送的多颗卫星的多项式系数，其中所述多颗卫星的多项式系数是至少通过如下步骤得到的：由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数；
由用户端通过短报文通讯接收由系统端针对所述多颗卫星、估计且编码的由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品；
由用户端通过短报文通讯接收由系统端通过短报文通讯通过一个或多个历元轮流播发的所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数；
由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
22.根据项目21所述的方法，其中所述SSR轨道钟差改正数包含轨道和钟差改正数，其中在采用非校准相位延迟UPD方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以伪距为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是包含所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，或者在采用整数钟估计IRC方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以相位为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品。
23.根据项目21所述的方法，其中
由用户端通过短报文通讯接收由系统端通过短报文通讯发送的与频点的相位小数偏差产品一起进行编码的历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE；
其中，将当前用户端可观测的多颗卫星的测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数通过多个历元轮流播发的方式，在满足卫星高度角大于10°的条件下，按照GPS卫星、BDS卫星、GALILEO卫星的顺序对改正数依次向用户端进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的改正数。
24.根据项目21所述的方法，其中，所述用户端向所述系统端进行短报文通讯的编码格式规定如下表所示
Figure BDA0003875131460000521
Figure BDA0003875131460000531
其中，GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒，X(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的X轴，Y(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Y轴，Z(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Z轴，GPS频点表示用户端定位时使用全球定位系统GPS系统的频点组合，BDS频点表示用户端定位时使用北斗卫星导航系统BDS系统的频点组合，Galileo频点表示用户端定位时使用伽利略系统的频点组合。
25.根据项目21所述的方法，其中，至少通过如下步骤，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数：
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时SSR轨道改正数δO：
Figure BDA0003875131460000532
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure BDA0003875131460000533
分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向速度，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时钟差改正数δCs：δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0、C1和C2分别是钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，将所述实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs：δXs＝[er，ea，ec]·δO
Figure BDA0003875131460000541
其中，r和
Figure BDA0003875131460000542
分别为ECEF下的卫星的位置和速度坐标，er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量；
通过如下公式将δXs、δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs，公式如下：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e是由测站指向卫星的单位向量，其中，
Figure BDA0003875131460000543
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs，ys，zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
26.根据项目21所述的方法，其中
通过如下公式，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure BDA0003875131460000544
t1…tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure BDA0003875131460000545
是各个时刻的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
27.根据项目21所述的方法，其中，
当广播星历从广播星历BRDM1切换至广播星历BRDM2时，通过如下公式，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星的坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星的坐标。
28.根据项目23所述的方法，其中至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
将所述历元差分改正数时间标识以如下头文件形式进行编码：
参数 精度(单位) 有效范围 比特数
GPSWeek 1(周) 0-4095 12
GPSSec 1(秒) 0-604800 20
卫星数量 1(颗) 0-15 4
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。
29.根据项目23所述的方法，其中，
至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
其中，当使用UPD方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000551
Figure BDA0003875131460000561
当使用IRC方法时，上述编码方式如下表所示：
Figure BDA0003875131460000562
30.根据项目21所述的方法，其中，
所述系统端发送信息的总体信息编码要求如下表所示：
Figure BDA0003875131460000571
其中，信息内容包括所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。
31.根据项目21所述的方法，其中，对于用户端存储的之前历元的解码得到的OSR综合改正数，每当有一颗卫星的新OSR综合改正数被接收到时，用新OSR综合改正数替换旧OSR综合改正数并记录其时刻信息；使用所述多颗卫星的多项式系数进行外推时，设置外推时长的阈值，其中所述阈值包括5分钟、使得不使用超过5分钟的OSR综合改正数。
32.一种电子设备，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中的指令，并执行如项目1-31中任一项所述的方法。
33.一种非暂时存储介质，其上存储有指令，
其中，所述指令在被处理器读取时，使得所述处理器执行如项目1-31中任一项所述的方法。
当然，上述的具体实施例仅是例子而非限制，且本领域技术人员可以根据本申请的构思从上述分开描述的各个实施例中合并和组合一些步骤和装置来实现本申请的效果，这种合并和组合而成的实施例也被包括在本申请中，在此不一一描述这种合并和组合。
注意，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
本公开中的步骤流程图以及以上方法描述仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照给出的顺序进行各个实施例的步骤。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意顺序进行以上实施例中的步骤的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等等的词语不意图限制步骤的顺序；这些词语仅用于引导读者通读这些方法的描述。此外，例如使用冠词“一个”、“一”或者“该”对于单数的要素的任何引用不被解释为将该要素限制为单数。
另外，本文中的各个实施例中的步骤和装置并非仅限定于某个实施例中实行，事实上，可以根据本申请的概念来结合本文中的各个实施例中相关的部分步骤和部分装置以构思新的实施例，而这些新的实施例也包括在本申请的范围内。
以上描述的方法的各个操作可以通过能够进行相应的功能的任何适当的手段而进行。该手段可以包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于硬件的电路、专用集成电路(ASIC)或处理器。
可以利用被设计用于进行在此描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、场可编程门阵列信号(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、离散门或晶体管逻辑、离散的硬件组件或者其任意组合而实现或进行描述的各个例示的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是作为替换，该处理器可以是任何商业上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器、与DSP核协作的微处理器或任何其他这样的配置。
结合本公开描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入在硬件中、处理器执行的软件模块中或者这两种的组合中。软件模块可以存在于任何形式的有形存储介质中。可以使用的存储介质的一些例子包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬碟、可移动碟、CD-ROM等。存储介质可以耦接到处理器以便该处理器可以从该存储介质读取信息以及向该存储介质写信息。在替换方式中，存储介质可以与处理器是整体的。软件模块可以是单个指令或者许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、不同的程序之间以及跨过多个存储介质。
在此公开的方法包括用于实现描述的方法的动作。方法和/或动作可以彼此互换而不脱离权利要求的范围。换句话说，除非指定了动作的具体顺序，否则可以修改具体动作的顺序和/或使用而不脱离权利要求的范围。
上述功能可以按硬件、软件、固件或其任意组合而实现。如果以软件实现，功能可以作为指令存储在切实的计算机可读介质上。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用的切实介质。通过例子而不是限制，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟存储、磁碟存储或其他磁存储器件或者可以用于携带或存储指令或数据结构形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他切实介质。如在此使用的，碟(disk)和盘(disc)包括紧凑盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软碟和蓝光盘，其中碟通常磁地再现数据，而盘利用激光光学地再现数据。
因此，计算机程序产品可以进行在此给出的操作。例如，这样的计算机程序产品可以是具有有形存储(和/或编码)在其上的指令的计算机可读的有形介质，该指令可由处理器执行以进行在此描述的操作。计算机程序产品可以包括包装的材料。
软件或指令也可以通过传输介质而传输。例如，可以使用诸如同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或诸如红外、无线电或微波的无线技术的传输介质从网站、服务器或者其他远程源传输软件。
此外，用于进行在此描述的方法和技术的模块和/或其他适当的手段可以在适当时由用户终端和/或基站下载和/或其他方式获得。例如，这样的设备可以耦接到服务器以促进用于进行在此描述的方法的手段的传送。或者，在此描述的各种方法可以经由存储部件(例如RAM、ROM、诸如CD或软碟等的物理存储介质)提供，以便用户终端和/或基站可以在耦接到该设备或者向该设备提供存储部件时获得各种方法。此外，可以利用用于将在此描述的方法和技术提供给设备的任何其他适当的技术。
其他例子和实现方式在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的本质，以上描述的功能可以使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些的任意的组合执行的软件实现。实现功能的特征也可以物理地位于各个位置，包括被分发以便功能的部分在不同的物理位置处实现。而且，如在此使用的，包括在权利要求中使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC(即A和B和C)。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。
可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此描述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上描述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此描述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (24)

1.一种由系统端和用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法，包括：
由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并向系统发送用户端的测站初始坐标和系统频段选择；
由系统端通过短报文通讯获取用户端的测站初始坐标和系统频段选择；
由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；
由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端；
由系统端通过短报文通讯将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数通过一个或多个历元轮流播发给用户端；
由用户端通过短报文通讯接收并解码所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数，通过接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前历元的OSR综合改正数，通过所述当前历元的OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
2.一种由系统端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的改正数播发的方法，包括：
由系统端通过短报文通讯获取用户端的测站初始坐标和系统频段选择；
由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；
由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端；
由系统端通过短报文通讯将所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数通过一个或多个历元轮流播发给用户端。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述SSR轨道钟差改正数包含轨道和钟差改正数，其中在采用非校准相位延迟UPD方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以伪距为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是包含所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，或者在采用整数钟估计IRC方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以相位为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，至少通过如下步骤，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数：
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时SSR轨道改正数δO：
Figure FDA0003875131450000021
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure FDA0003875131450000022
分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向速度，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时钟差改正数δCs：δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0、C1和C2分别是钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，将所述实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs：
δXs＝[er，ea，ec]·δO
Figure FDA0003875131450000031
其中，r和
Figure FDA0003875131450000032
分别为ECEF下的卫星的位置和速度坐标，er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量；
通过如下公式将δXs、δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs，公式如下：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e是由测站指向卫星的单位向量，其中，
Figure FDA0003875131450000033
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs，ys，zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其中
通过如下公式，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure FDA0003875131450000034
t1...tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure FDA0003875131450000035
是各个时刻的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
6.根据权利要求7所述的方法，其中，
当广播星历从广播星历BRDM1切换至广播星历BRDM2时，通过如下公式，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星的坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星的坐标。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数，由系统端针对所述多颗卫星，估计由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，将所述多颗卫星的多项式系数以及所述频点的相位小数偏差产品进行编码并播发给用户端包括：
由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码，
其中，将当前用户端可观测的多颗卫星的测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数通过多个历元轮流播发的方式，在满足卫星高度角大于10°的条件下，按照GPS卫星、BDS卫星、GALILEO卫星的顺序对改正数依次向用户端进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的改正数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
将所述历元差分改正数时间标识以如下头文件形式进行编码：
在头文件中编码的参数包括GPSWeek、GPSSec、卫星数量，GPSWeek的精度为1周，GPSSec的精度为1秒，卫星数量的精度为1颗，GPSWeek的有效范围为0-4095，GPSSec的有效范围为0-604800，卫星数量的有效范围为0-15，GPSWeek的比特数为12，GPSSec的比特数为20，卫星数量的比特数为4，
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点相位小数偏差产品一起进行编码：
其中，当使用UPD方法时，上述编码方式如下：
编码的参数包括卫星系统信息、卫星号PRN、星历数据期号IODE、多项式系数a0、多项式系数a1、第一频点的相位小数偏差产品UPD1、第二频点的相位小数偏差产品UPD2，其中，卫星系统信息的精度为1，卫星系统信息的有效范围为0-2，其中0表示GPS，1表示BDS，2表示Galileo，卫星系统信息的比特数为2，卫星号PRN的精度为1，卫星号PRN的有效范围为0-63，卫星号PRN的比特数为6，星历数据期号IODE的精度为1，星历数据期号IODE的有效范围为0～255，星历数据期号IODE的比特数为8，多项式系数a0的精度为0.001m，多项式系数a0的有效范围为-3～3，多项式系数a0的比特数为10，多项式系数a1的精度为1mm/s，多项式系数a1的有效范围为-1～1，多项式系数a1的比特数为4，第一频点的相位小数偏差产品UPD1的精度为8mm，第一频点的相位小数偏差产品UPD1的有效范围为-2～2，第一频点的相位小数偏差产品UPD1的比特数为9，第二频点的相位小数偏差产品UPD2的精度为8mm，第二频点的相位小数偏差产品UPD2的有效范围为-2～2，第二频点的相位小数偏差产品UPD2的比特数为9，
或者，当使用IRC方法时，上述编码方式如下：
编码的参数包括卫星系统信息、卫星号PRN、星历数据期号IODE、多项式系数a0、多项式系数a1、仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品UPDWL，其中，卫星系统信息的精度为1，卫星系统信息的有效范围为0-2，其中0表示GPS，1表示BDS，2表示Galileo，卫星系统信息的比特数为2，卫星号PRN的精度为1，卫星号PRN的有效范围为0-63，卫星号PRN的比特数为6，星历数据期号IODE的精度为1，星历数据期号IODE的有效范围为0～255，星历数据期号IODE的比特数为8，多项式系数a0的精度为0.001m，多项式系数a0的有效范围为-3～3，多项式系数a0的比特数为10，多项式系数a1的精度为1mm/s，多项式系数a1的有效范围为-1～1，多项式系数a1的比特数为4，仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品UPDWL的精度为8mm，仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品UPDWL的有效范围为-2～2，仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品UPDWL的比特数为9。
10.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述系统端发送信息的总体信息编码要求如下：
编码的参数包括指令、长度、本机用户地址、电文内容、校验和，其中，指令把包括通信申请$TXSQ，大小为40比特、长度的大小为16比特，本机用户地址的大小为24比特、电文内容包括8比特的信息类别、24比特的目的用户地址、16比特的信息长度、8比特的固定填的0、小于或等于560比特的信息内容，校验和的大小为8比特，
其中，信息内容包括所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。
11.根据权利要求2所述的方法，其中，对于用户端存储的之前历元的解码得到的OSR综合改正数，每当有一颗卫星的新OSR综合改正数被接收到时，用新OSR综合改正数替换旧OSR综合改正数并记录其时刻信息；使用所述多颗卫星的多项式系数进行外推时，设置外推时长的阈值，其中所述阈值包括5分钟、使得不使用超过5分钟的OSR综合改正数。
12.一种由用户端基于卫星短报文实现多系统的固定模糊度的精密单点定位的方法，包括：
由用户端获取测站初始坐标，进行系统频段选择，并通过短报文通讯向系统端发送用户端的测站初始坐标和系统频段选择；
由用户端通过短报文通讯接收并解码由系统端发送的多颗卫星的多项式系数，其中所述多颗卫星的多项式系数是至少通过如下步骤得到的：由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数；由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到多颗卫星的多项式系数；
由用户端通过短报文通讯接收由系统端针对所述多颗卫星、估计且编码的由所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品；
由用户端通过短报文通讯接收由系统端通过短报文通讯通过一个或多个历元轮流播发的所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数；
由用户端基于接收到的所述多颗卫星的多项式系数，对所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数进行外推，得到推测的所述多颗卫星的当前OSR综合改正数，通过所述当前OSR综合改正数对卫星坐标和卫星钟差在卫星-测站方向的误差进行修正，通过相位小数偏差产品对卫星端相位小数偏差进行修正，以实现固定模糊度的精密单点定位。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述SSR轨道钟差改正数包含轨道和钟差改正数，其中在采用非校准相位延迟UPD方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以伪距为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是包含所述系统频段选择所选择的频点的相位小数偏差产品，或者在采用整数钟估计IRC方法来进行固定模糊度的精密单点定位的情况下，所述钟差改正数是以相位为基准的钟差改正数产品，且所述相位小数偏差产品是仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品。
14.根据权利要求12所述的方法，其中
由用户端通过短报文通讯接收由系统端通过短报文通讯发送的与频点的相位小数偏差产品一起进行编码的历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE；
其中，将当前用户端可观测的多颗卫星的测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数通过多个历元轮流播发的方式，在满足卫星高度角大于10°的条件下，按照GPS卫星、BDS卫星、GALILEO卫星的顺序对改正数依次向用户端进行播发；当所有卫星全部播发完成后循环播发新一轮的改正数。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述用户端向所述系统端进行短报文通讯的编码格式规定如下，
编码的参数包括GPSWeek、GPSSec、地心地固坐标系ECEF下的X、ECEF下的Y、ECEF下的Z、GPS频点、BDS频点、Galileo频点，其中，GPSWeek的精度为1周，GPSWeek的有效范围为0-4095，GPSWeek的比特数为12，GPSSec的精度为1秒，GPSSec的有效范围为0-604800，GPSSec的比特数为20，ECEF下的X的精度为1m，ECEF下的X的有效范围为±9999999，ECEF下的X的比特数为25，ECEF下的Y的精度为1m，ECEF下的Y的有效范围为±9999999，ECEF下的Y的比特数为25，ECEF下的Z的精度为1m，ECEF下的Z的有效范围为±9999999，ECEF下的Z的比特数为25，GPS频点的精度为1，GPS频点的有效范围为0-2，其中0表示L1/L2，1表示1：L1/L5，2表示L2/L5，GPS频点的比特数为2，BDS频点的精度为1，BDS频点的有效范围为0-2，其中0表示B1I/B2a，1表示1：B1I/B3I，2表示B2a/B3I，Galileo频点的比特数为1，Galileo频点的有效范围为0-2，其中0表示E1/E5a，1表示1：E1/E6，2表示E5a/E6，Galileo频点的比特数为2，
其中，GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒，X(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的X轴，Y(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Y轴，Z(ECEF)表示地心地固坐标系ECEF的Z轴，GPS频点表示用户端定位时使用全球定位系统GPS系统的频点组合，BDS频点表示用户端定位时使用北斗卫星导航系统BDS系统的频点组合，Galileo频点表示用户端定位时使用伽利略系统的频点组合。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，至少通过如下步骤，由系统端针对用户端可观测的多颗卫星，根据由用户端发送的所述测站初始坐标来将所述多颗卫星的状态空间表示SSR轨道钟差改正数转换为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数：
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时SSR轨道改正数δO：
Figure FDA0003875131450000081
其中δOr、δOa、δOc分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向改正数，
Figure FDA0003875131450000082
分别为卫星坐标系下的卫星的径向、切向以及法向速度，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，计算卫星坐标系下的最近历元的实时钟差改正数δCs：δCs＝C0+C1·(t-t0)+C2·(t-t0)2
其中C0、C1和C2分别是钟差拟合多项式中的常数项、一次项和二次项，t为当前时刻，t0为SSR历元参考时刻，
通过如下公式，将所述实时SSR轨道改正数δO由卫星坐标系转到ECEF地心坐标系下的δXs：
δXs＝[er，ea，ec]·δO
Figure FDA0003875131450000083
其中，r和
Figure FDA0003875131450000084
分别为ECEF下的卫星的位置和速度坐标，er是卫星坐标系下的径向的向量，ea是卫星坐标系下的切向的向量，ec是卫星坐标系下的通过右手定则确定的方向的向量；
通过如下公式将δXs、δCs转为测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数δOSRs，公式如下：
δOSRs＝c·δCs-e·δXs
其中c是光速，e是由测站指向卫星的单位向量，其中，
Figure FDA0003875131450000091
其中r’为卫星到用户端的几何距离，xs，ys，zs为卫星的三维坐标，xr′，yr′，zr′为测站初始坐标的三维坐标。
17.根据权利要求12所述的方法，其中
通过如下公式，由系统端针对所述多颗卫星，将预定时间段内的观测空间表示OSR综合改正数进行多项式系数拟合以得到包括常数项a0以及一阶项系数a1的多颗卫星的多项式系数：
Figure FDA0003875131450000092
t1...tn是预定时间段内按时间顺序的各个时刻，
Figure FDA0003875131450000093
是各个时刻的在测站-卫星视线方向上的观测空间表示OSR综合改正数。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，
当广播星历从广播星历BRDM1切换至广播星历BRDM2时，通过如下公式，将跳变后的δOSRs′归算为δOSRs：
δOSRs＝CoorBRDM1-(CoorBRDM2-δOSRs′)
其中，CoorBRDM1是使用切换前的一组星历计算出来的卫星的坐标；CoorBRDM2是使用切换后的一组星历计算出来的卫星的坐标。
19.根据权利要求14所述的方法，其中至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
将所述历元差分改正数时间标识以如下头文件形式进行编码：
在头文件中编码的参数包括GPSWeek、GPSSec、卫星数量，GPSWeek的精度为1周，GPSSec的精度为1秒，卫星数量的精度为1颗，GPSWeek的有效范围为0-4095，GPSSec的有效范围为0-604800，卫星数量的有效范围为0-15，GPSWeek的比特数为12，GPSSec的比特数为20，卫星数量的比特数为4，
GPSWeek表示全球定位系统GPS周，GPSSec表示GPS秒。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，
至少通过如下步骤，由系统端将历元差分改正数时间标识、卫星系统信息、卫星号、卫星差分信息的星历数据期号IODE与所述多颗卫星的多项式系数和频点的相位小数偏差产品一起进行编码：
其中，当使用UPD方法时，上述编码方式如下：
编码的参数包括卫星系统信息、卫星号PRN、星历数据期号IODE、多项式系数a0、多项式系数a1、第一频点的相位小数偏差产品UPD1、第二频点的相位小数偏差产品UPD2，其中，卫星系统信息的精度为l，卫星系统信息的有效范围为0-2，其中0表示GPS，1表示BDS，2表示Galileo，卫星系统信息的比特数为2，卫星号PRN的精度为1，卫星号PRN的有效范围为0-63，卫星号PRN的比特数为6，星历数据期号IODE的精度为1，星历数据期号IODE的有效范围为0～255，星历数据期号IODE的比特数为8，多项式系数a0的精度为0.001m，多项式系数a0的有效范围为-3～3，多项式系数a0的比特数为10，多项式系数a1的精度为1mm/s，多项式系数a1的有效范围为-1～1，多项式系数a1的比特数为4，第一频点的相位小数偏差产品UPD1的精度为8mm，第一频点的相位小数偏差产品UPD1的有效范围为-2～2，第一频点的相位小数偏差产品UPD1的比特数为9，第二频点的相位小数偏差产品UPD2的精度为8mm，第二频点的相位小数偏差产品UPD2的有效范围为-2～2，第二频点的相位小数偏差产品UPD2的比特数为9，
或者，当使用IRC方法时，上述编码方式如下：
编码的参数包括卫星系统信息、卫星号PRN、星历数据期号IODE、多项式系数a0、多项式系数a1、仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品UPDWL，其中，卫星系统信息的精度为1，卫星系统信息的有效范围为0-2，其中0表示GPS，1表示BDS，2表示Galileo，卫星系统信息的比特数为2，卫星号PRN的精度为1，卫星号PRN的有效范围为0-63，卫星号PRN的比特数为6，星历数据期号IODE的精度为1，星历数据期号IODE的有效范围为0～255，星历数据期号IODE的比特数为8，多项式系数a0的精度为0.001m，多项式系数a0的有效范围为-3～3，多项式系数a0的比特数为10，多项式系数a1的精度为1mm/s，多项式系数a1的有效范围为-1～1，多项式系数a1的比特数为4，仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品UPDWL的精度为8mm，仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品UPDWL的有效范围为-2～2，仅包含宽巷模糊度的相位小数偏差产品UPDWL的比特数为9。
21.根据权利要求12所述的方法，其中，
所述系统端发送信息的总体信息编码要求如下：
编码的参数包括指令、长度、本机用户地址、电文内容、校验和，其中，指令把包括通信申请$TXSQ，大小为40比特、长度的大小为16比特，本机用户地址的大小为24比特、电文内容包括8比特的信息类别、24比特的目的用户地址、16比特的信息长度、8比特的固定填的0、小于或等于560比特的信息内容，校验和的大小为8比特，
其中，信息内容包括所述多颗卫星的最近历元的OSR综合改正数的编码部分。
22.根据权利要求12所述的方法，其中，对于用户端存储的之前历元的解码得到的OSR综合改正数，每当有一颗卫星的新OSR综合改正数被接收到时，用新OSR综合改正数替换旧OSR综合改正数并记录其时刻信息；使用所述多颗卫星的多项式系数进行外推时，设置外推时长的阈值，其中所述阈值包括5分钟、使得不使用超过5分钟的OSR综合改正数。
23.一种电子设备，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中的指令，并执行如权利要求1-22中任一项所述的方法。
24.一种非暂时存储介质，其上存储有指令，
其中，所述指令在被处理器读取时，使得所述处理器执行如权利要求1-22中任一项所述的方法。
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