CN116243341B - 全国一体化的ppp-rtk服务系统构建方法、装置及系统 - Google Patents

全国一体化的ppp-rtk服务系统构建方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种全国一体化的PPP‑RTK服务系统构建方法、装置及系统，该方法包括：中心云进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算，将解算结果播发给各区域云；各区域云接收解算结果，进行站点实时电离层及对流层解算，将得到的站点实时电离层及对流层延迟发送至中心云；中心云接收各站点的实时电离层及对流层延迟估计结果后，构建全国实时电离层模型、对流层模型，并播发给各区域云；最后由各区域云将其发送给用户使用。本申请在确保基准站数据安全的前提下，实现基准站数据共享，充分整合现有GNSS基准站资源并有效发挥其优势，提供规模化、全国范围的差分数据服务，以满足国民经济建设对高精度定位的需求。

Description

全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法、装置及系统
技术领域
本申请涉及卫星差分服务技术领域，尤其涉及一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法、装置及系统。
背景技术
全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)可提供全球范围内的高质量的定位、导航和授时服务，是重要的空间信息基础设施，在国民经济建设与军事国防领域发挥着重要作用。由于受到多种误差的影响，GNSS自身提供的定位精度通常只有5～10 m，无法满足高精度用户的需求。
为了满足高精度实时动态定位的需求，网络RTK(real-time kinematic)技术和精密单点定位技术(precise point positioning, PPP)日趋成熟并得到广泛应用，使得定位精度可达到分米级甚至厘米级。但网络RTK技术仍存在覆盖范围受限于参考网内部、数据通信负担大等缺陷，而PPP的主要问题在于首次收敛和重收敛时间长。为了弥补这些缺陷，PPP-RTK技术应运而生，它是指利用基准站坐标已知的优势，解算出实时状态的空间参数和各种误差参数，通过误差建模等手段将改正信息播发给用户，实现用户在服务区域内的实时精密单点定位。PPP-RTK借鉴了网络RTK误差处理的思想，充分利用基准站网设施，逐站进行精密单点定位以得到整数解，逐站提取精密大气延迟信息，并进行空域和时域建模，将这些增强的改正信息播发给用户使用，解决了非差模糊度快速固定的难题。
受数据安全及政策限制，GNSS基站观测数据无法对外提供和共享，使得基准站重复建设严重。各部委、各地区建设的基准站网间信息无法有效共享，造成我国各基准站系统“孤岛效应”严重，不仅系统间彼此独立，在技术和服务层面也难以形成很好的衔接，无法提供全国范围内的统一服务。另外，现有的基准站数据还无法完成并网，未形成全国统一网络、格式统一播发服务， 而不同行业、机构提供的PPP-RTK服务标准也未统一，极大地限制了基准站网发挥自身的应有价值。
发明内容
本申请的目的在于提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法、装置及系统，可在确保国家安全的前提下，实现基准站数据的共享，有效的发挥现有基准站资源优势，提供规模化的、全国范围的差分数据服务。
为实现上述目的，本申请提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，应用在中心云上，包括：
进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算，将解算结果播发给各区域云；
接收各区域云解算的各站点的实时电离层及对流层延迟估计结果，构建全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，并播发给各区域云，以使得各区域云播发全国实时电离层模型及全国实时对流层模型供用户使用。
进一步，作为优选地，进行所述实时精密轨道解算，包括：
实时接收国际GNSS监测与评估系统发送的基准站数据流，在预设时间点进行精密轨道解算，通过轨道积分对卫星轨道进行预报；其中，所述进行精密轨道解算， 包括：
进行轨道初始化，基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程，并进行参数估计，对残差进行检验；
对于通过残差检验的数据进行轨道浮点解算，并进行模糊度固定，获得轨道固定解；
对于未通过残差检验的数据，进行残差数据处理并返回基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程步骤。
进一步，作为优选地，进行所述实时精密钟差解算，包括：
基于基站实时观测数据流和实时精密轨道，确定钟差参考基准；
进行周跳探测修复、误差改正，并建立法方程，通过卡尔曼滤波解算5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差；
对所述5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差进行历元组合，生成1s采样的实时绝对卫星钟差。
进一步，作为优选地，进行所述实时卫星UPD解算，包括：
基于基站实时观测数据流、实时精密轨道解算和实时精密钟差，逐站建立标准PPP建模模型以及确定出MW组合；
基于MW组合，确定WL实数模糊度，基于WL实数模糊度建立方程估计小数偏差，确定WL整数模糊度和WL卫星UPD；
基于标准PPP建模模型，确定L3实数模糊度；基于WL整数模糊度和L3实数模糊度确定NL实数模糊度；
基于NL实数模糊度建立NL方程估计小数偏差，确定NL整数模糊度、NL卫星UPD、NL接收机UPD；
根据NL卫星UPD和WL卫星UPD，确定卫星各频点UPD。
进一步，作为优选地，构建所述构建全国实时电离层模型，包括：
接收各区域云发送的电离层，对各卫星电离层延迟提取，并计算各站点各卫星在电离层薄层处的穿刺点位置；
通过投影函数，计算穿刺点天顶方向的垂向总电子含量VTEC；
对全国区域的电离层薄层按照2.5°×2.5°格网进行划分，并得到各格网点处的位置；
选择与各格网点的距离在第一预设范围内的N个穿刺点，根据穿刺点距格网点的距离以及VTEC值的精度进行定权，通过内插得到格网点处的VTEC值。
进一步，作为优选地，构建所述全国实时对流层模型，包括：
接收各区域云发送的对流层，对各卫星对流层延迟提取，并计算天顶方向的湿分量延迟ZWD值；
将全国区域在地面处按照2.5°×2.5°格网进行划分，得到各格网点处的位置；
选择与各格网点的距离在第二预设范围内的N个站点，根据站点距格网点的距离以及各站点天顶湿分量延迟值的精度进行定权，通过内插得到格网点处的ZWD值。
本申请还提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，应用在区域云上，包括：
接收中心云进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算后的结果；
进行站点实时电离层及对流层解算，将得到的站点实时电离层及对流层延迟发送到中心云；
接收中心云发送的全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，将全国实时电离层模型及全国实时对流层模型播发给用户使用。
进一步，作为优选地，所述进行站点实时电离层及对流层解算，包括：
基于站点实时观测数据流、实时精密轨道、实时精密钟差、实时卫星UPD，建立非差非组合精密单点定位模型；
将斜路径电离层延迟和天顶对流层延迟参数作为待估量保留在观测方程中，估计模糊度、电离层延迟、对流层延迟及接收机UPD；
对接收机钟差参数进行逐历元估计，使用Saatamoinen 模型对对流层干分量进行修正；
使用GMF投影函数计算投影因子，采用分段常数估计残余对流层湿延迟。
本申请还提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置，应用在中心云上，包括：
第一解算单元，用于进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算，将解算结果播发给各区域云；
第一播发单元，用于接收各区域云解算的各站点的实时电离层及对流层延迟估计结果，构建全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，并播发给各区域云，以使得各区域云播发全国实时电离层模型及全国实时对流层模型供用户使用。
本申请还提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置，应用在区域云上，包括：
接收单元，用于接收中心云进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算后的结果；
第二解算单元，用于进行站点实时电离层及对流层解算，将得到的站点实时电离层及对流层延迟发送到中心云；
第二播发单元，用于接收中心云发送的全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，将全国实时电离层模型及全国实时对流层模型播发给用户使用。
本申请还提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统，包括： 中心云和区域云；其中，
所述中心云包括：
基准站数据接入模块， 用于接收全球 iGMAS基准站数据流；
精密轨道解算模块，用于基于 iGMAS基准站数据解算实时精密轨道；
精密钟差解算模块，用于基于 iGMAS基准站数据和实时精密轨道解算卫星钟差；
UPD解算模块，用于基于 iGMAS基准站数据、实时轨道、实时钟差解算卫星端UPD；
数据传输模块， 用于与区域云数据发送与接收；
电离层模型建模模块，用于基于区域云解算的电离层延迟，构建全国电离层模型；
对流层模型建模模块，用于基于区域云解算的对流层延迟，构建全国对流层模型；
所述区域云包括：
基准站数据接入模块，用于接收其基准站数据流；
数据传输模块， 用于与中心云进行数据发送与接收；
站点实时电离层及对流层解算模块，用于建立非差非组合精密单点定位模型，解算站点的电离层和对流层延迟；
数据播发模块， 用于播发全国电离层及对流层模型给用户使用。
本申请还提供一种终端设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接， 用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上任一项所述的应用在中心云上的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，或如上任一项所述的应用在区域云上的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法。
本申请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如上任一项所述的应用在中心云上的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，或如上任一项所述的应用在区域云上的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法。
相对于现有技术，本申请的有益效果在于：
本申请在确保基准站数据安全的前提下，实现基准站数据的共享，可充分整合和利用现有GNSS基准站资源，有效发挥现有基准站的资源优势，提供规模化的、全国范围的差分数据服务，以满足国民经济建设、社会生活等对高精度定位的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，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是本申请某一实施例提供的全国一体化的PPP-RTK服务系统中心云与区域云的数据交互的技术架构图；
图2是本申请某一实施例提供的应用于中心云的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法的流程示意图；
图3是本申请某一实施例提供的实时精密轨道解算的流程示意图；
图4是本申请某一实施例提供的实时精密钟差解算的流程示意图；
图5是本申请某一实施例提供的实时卫星UPD解算的流程示意图；
图6是本申请某一实施例提供的全国电离层建模的流程示意图；
图7是本申请某一实施例提供的全国对流层建模的流程示意图；
图8是本申请某一实施例提供的应用于区域云的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法的流程示意图；
图9是本申请某一实施例提供的站点实时电离层及对流层解算的流程示意图；
图10是本申请某一实施例提供的应用于中心云的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置的结构示意图；
图11是本申请某一实施例提供的应用于区域云的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置的结构示意图；
图12是本申请某一实施例提供的全国一体化的PPP-RTK服务系统的结构示意图；
图13是本申请某一实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
PPP-RTK技术是指利用基准站坐标已知的优势，解算出实时状态的空间参数和各种误差参数，通过误差建模等手段将改正信息播发给用户，实现用户在服务区域内的实时精密单点定位。
在PPP-RTK技术应用过程中，需要严格遵守基站站政策与数据安全相关规定。其中， 《中华人民共和国测绘法》第十四条明确规定，卫星导航定位基准站的建设和运行维护应当符合国家标准和要求，不得危害国家安全。卫星导航定位基准站的建设和运行维护单位应当建立数据安全保障制度，并遵守保密法律、行政法规的规定。国家保密局印发的《测绘地理信息管理工作国家秘密范围的规定》中明确规定军事禁区以外的卫星导航定位基准站网观测数据为国家秘密。因此，基准站网观测数据不能在互联网间传输。近年来，我国诸多行业和企业纷纷开展了基准站的建设与应用，并取得了良好的经济效益和社会效益。除测绘行业外，国土、地震、气象、交通、电力、燃气、通信等行业均建立了各自的基准站网。据不完全统计，我国已建成超过1万座基准站，另有1.2万座在建或规划中。
由于受数据安全及政策限制，PPP-RTK技术应用时，GNSS基站观测数据无法对外提供和共享，使得基准站重复建设严重。各部委、各地区建设的基准站网间信息无法有效共享，造成我国各基准站系统“孤岛效应”严重，不仅系统间彼此独立，在技术和服务层面也难以形成很好的衔接，无法提供全国范围内的统一服务。另外，现有的基准站数据还无法完成并网，未形成全国统一网络、格式统一播发服务， 而不同行业、机构提供的PPP-RTK服务标准也未统一，极大地限制了基准站网发挥自身的应有价值。因此本申请旨在构建全国一体化的PPP-RTK服务系统，可在确保国家安全的前提下，实现基准站数据的共享，有效的发挥现有基准站资源优势，提供规模化的、全国范围的差分数据服务。
参见图1， 图1提供了本申请方案的技术架构。由图1可知，为了构建全国统一的PPP-RTK服务系统， 中心云负责精密轨道、钟差、卫星端UPD解算，实现所有全国基准一致、精度一致的差分定位服务。每个区域云负责各自基准站数据的解算。
具体地，中心云与区域云的数据交互过程如下：中心云进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算，将解算结果播发给各区域云；各区域云接收解算结果，进行站点实时电离层及对流层解算，将得到的站点实时电离层及对流层延迟发送至中心云；中心云接收各站点的实时电离层及对流层延迟估计结果后，构建全国实时电离层模型、对流层模型，并播发给各区域云；最后由各区域云将其发送给用户使用。基于本实施例提供的架构，完成中心云与区域云的数据交互， 即可实现基准站数据的共享，有效的发挥现有基准站资源优势，提供规模化的、全国范围的差分数据服务。
在一些实施例中，以中心云为执行主体对于本申请的方案进行说明。请参阅图2，图2提供了一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，应用在中心云上。如图2所示，该全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法包括步骤S10至步骤S20。各步骤具体如下：
S10、进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算，将解算结果播发给各区域云；
S20、接收各区域云解算的各站点的实时电离层及对流层延迟估计结果，构建全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，并播发给各区域云，以使得各区域云播发全国实时电离层模型及全国实时对流层模型供用户使用。
在一个具体地实施方式中，步骤S10中，需要实时接收国际GNSS监测与评估系统发送的基准站数据流，在预设时间点进行精密轨道解算，通过轨道积分对卫星轨道进行预报。其中，进行所述实时精密轨道解算的过程如图3所示。具体地，包括以下步骤：
S101、进行轨道初始化，基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程，并进行参数估计，对残差进行检验；
S102、对于通过残差检验的数据进行轨道浮点解算，并进行模糊度固定，获得轨道固定解；
S103、对于未通过残差检验的数据，进行残差数据处理并返回基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程步骤。
示例性地，本实施例中进行实时精密轨道解算及发布。首先，实时接收国际GNSS监测与评估系统(international GNSS continuous monitoring and assessmentsystem,iGMAS)基准站数据流，整点之后20分开始轨道解算，10分钟完成实时数据部分轨道计算并发布给各区域云，四系统产品每小时更新并延迟30分钟发布， 区域云可用部分为预报轨道的0.5-1.5小时部分。需要说明的是，本实施例中涉及的时间段或时间点只是一种优选地方式，不作为任何限定。
具体，工作流程包括：全球GNSS观测站实时数据流接收及预处理。接收GNSS广播星历，并进行轨道初始化。基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程，并进行参数估计，对残差进行检验。未通过残差检验的数据进行残差数据处理并重新建立轨道方程。通过残差检验的数据进行轨道浮点解算，之后进行模糊度固定，获得轨道固定解。通过轨道积分对卫星轨道进行预报。
在一个具体地实施例中，步骤S10中进行所述实时精密钟差解算，包括：
基于基站实时观测数据流和实时精密轨道，确定钟差参考基准；
进行周跳探测修复、误差改正，并建立法方程，通过卡尔曼滤波解算5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差；
对所述5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差进行历元组合，生成1s采样的实时绝对卫星钟差。
本实施例中，实时精密钟差解算及发布包括：精密卫星钟差估计采用无电离层组合观测方程，基于低频的(5s采样)绝对钟差和高频(1s采样)相对钟差联合确定1HZ的精密绝对钟差。由于GNSS观测值包含了接收机和卫星间的相对时间延迟，1s的观测数据解算所有卫星钟差和接收机钟差会出现法方程奇异，通过选取一个基准钟来消除法方程秩亏，此时解算的是其他卫星的相对钟差。5s的观测数据基于星间单差模式卫星钟差估计模型，建立绝对钟差卫星钟的卡尔曼滤波器。
参见图4， 图4为进行实时精密钟差解算的流程图。由图4可知，基于基站实时观测数据流和实时精密轨道，经过周跳探测修复、误差改正后建立法方程，通过卡尔曼滤波解算5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差，进行历元组合后生成1s采样的实时绝对卫星钟差。
在一个具体地实施例中，步骤S10中进行所述实时卫星UPD解算，包括：
基于基站实时观测数据流、实时精密轨道解算和实时精密钟差，逐站建立标准PPP建模模型以及确定出MW组合；
基于MW组合，确定WL实数模糊度，基于WL实数模糊度建立方程估计小数偏差，确定WL整数模糊度和WL卫星UPD；
基于标准PPP建模模型，确定L3实数模糊度；基于WL整数模糊度和L3实数模糊度确定NL实数模糊度；
基于NL实数模糊度建立NL方程估计小数偏差，确定NL整数模糊度、NL卫星UPD、NL接收机UPD；
根据NL卫星UPD和WL卫星UPD，确定卫星各频点UPD。
参见图5，实时卫星UPD产品解算及播发，具体流程如图5所示。基于实时观测数据流、实时精密轨道以及实时精密钟差，首先基于MW组合确定WL实数模糊度，基于WL实数模糊度建立方程估计小数偏差，确定WL整数模糊度、WL卫星 UPD、接收机UPD。在估计WL UPD的同时，还需要估计NL UPD。
另外，逐站建立标准PPP建模模型，估计无电离层组合实数模糊度，基于确定的WL整数模糊度，解算NL实数模糊度，再建立NL方程估计小数偏差，确定NL整数模糊度、NL卫星端UPD、NL接收机端UPD 。最后，基于确定的卫星端WL和NL频点UPD，确定卫星各频段UPD。作为优选地，每15min估计一组卫星各频点UPD，并及时播发给各区域云。
在一些实施例中，构建所述构建全国实时电离层模型，包括：
接收各区域云发送的电离层，对各卫星电离层延迟提取，并计算各站点各卫星在电离层薄层处的穿刺点位置；
通过投影函数，计算穿刺点天顶方向的垂向总电子含量VTEC；
对全国区域的电离层薄层按照2.5°×2.5°格网进行划分，并得到各格网点处的位置；
选择与各格网点的距离在第一预设范围内的N个穿刺点，根据穿刺点距格网点的距离以及VTEC值的精度进行定权，通过内插得到格网点处的VTEC值。
如图6所示，电离层建模包括：对接收到的所有站点的实时电离层改正数逐卫星进行提取，并计算各站点各卫星在电离层薄层处的穿刺点位置，此处电离层薄层设置为高度350km处；根据投影函数，将各卫星传播路径上的总电子含量转换为穿刺点天顶方向的垂向总电子含量VTEC；对全国区域的电离层薄层按照2.5°×2.5°格网进行划分，并得到各格网点处的位置；按照距离，分别对各格网点选取其附近的N个穿刺点，根据穿刺点距格网点的距离以及VTEC值的精度进行定权，然后内插得到格网点处的VTEC值。
在一些实施例中，构建所述全国实时对流层模型，包括：
接收各区域云发送的对流层，对各卫星对流层延迟提取，并计算天顶方向的湿分量延迟ZWD值；
将全国区域在地面处按照2.5°×2.5°格网进行划分，得到各格网点处的位置；
选择与各格网点的距离在第二预设范围内的N个站点，根据站点距格网点的距离以及各站点天顶湿分量延迟值的精度进行定权，通过内插得到格网点处的ZWD值。
如图7所示，对流层建模包括：对接收到的所有站点的实时对流层延迟进行提取并计算各得到天顶方向的湿分量延迟ZWD值；将全国区域在地面处按照2.5°×2.5°格网进行划分，并得到各格网点处的位置；分别对各格网点选取其附近的N个站点，根据站点距格网点的距离以及各站点天顶湿分量延迟值的精度进行定权，然后内插得到格网点处的ZWD值。
请参阅图8，在本申请某一实施例中，还提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，应用在区域云上，包括：
S30、接收中心云进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算后的结果；
S40、进行站点实时电离层及对流层解算，将得到的站点实时电离层及对流层延迟发送到中心云；
S50、接收中心云发送的全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，将全国实时电离层模型及全国实时对流层模型播发给用户使用。
在一个具体地实施方式中， 区域云端的执行步骤包括：
1)实时数据采集：包括基准站实时数据流接收，接收其自有基准站实时数据流(一般为1HZ)。实时接收中心云的精密卫星轨道、钟差及UPD产品。
2)站点实时电离层及对流层解算。
3)站点实时电离层及对流层延迟发送到中心云。
4)接收来自中心云的全国电离层及对流层模型。
5)播发全国电离层及对流层模型给用户。
示例性地，步骤5)中， 区域云基于用户上传的概率位置，分别计算用户所处的对流层和电离层格网，将电离层格网的4个顶点的坐标、VTEC值及对流层格网点的4个顶点的坐标、ZWD值播发给用户使用。
在一些实施例中，所述进行站点实时电离层及对流层解算，包括：
基于站点实时观测数据流、实时精密轨道、实时精密钟差、实时卫星UPD，建立非差非组合精密单点定位模型；
将斜路径电离层延迟和天顶对流层延迟参数作为待估量保留在观测方程中，估计模糊度、电离层延迟、对流层延迟及接收机UPD；
对接收机钟差参数进行逐历元估计，使用Saatamoinen 模型对对流层干分量进行修正；
使用GMF投影函数计算投影因子，采用分段常数估计残余对流层湿延迟。
参见图9，图9为区域云站点实时电离层及对流层解算流程图。由图9可知，该解算过程具体包括：基于站点实时数据流、实时精密轨道、钟差、卫星UPD，建立非差非组合精密单点定位模型，将斜路径电离层延迟和天顶对流层延迟等大气延迟参数作为待估量保留在观测方程中，估计模糊度、电离层延迟、对流层延迟及接收机UPD。对接收机钟差参数进行逐历元估计，对流层干分量使用Saatamoinen 模型改正，投影因子使用GMF投影函数求得，残余的对流层湿延迟采用分段常数估计。
综上所述，本申请实施例提供的方法，在确保基准站数据安全的前提下，实现基准站数据的共享，可充分整合和利用现有GNSS基准站资源，有效发挥现有基准站的资源优势，提供规模化的、全国范围的差分数据服务，以满足国民经济建设、社会生活等对高精度定位的需求。
请参阅图10，本申请某一实施例还提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置，应用在中心云上，包括：
第一解算单元01，用于进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算，将解算结果播发给各区域云；
第一播发单元02，用于接收各区域云解算的各站点的实时电离层及对流层延迟估计结果，构建全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，并播发给各区域云，以使得各区域云播发全国实时电离层模型及全国实时对流层模型供用户使用。
上述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置可实施上述方法实施例的应用于云中心的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法。上述方法实施例中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。本申请实施例的其余内容可参照上述方法实施例的内容，在本实施例中，不再进行赘述。
请参阅图11，本申请某一实施例还提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置，应用在区域云上，包括：
接收单元03，用于接收中心云进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算后的结果；
第二解算单元04，用于进行站点实时电离层及对流层解算，将得到的站点实时电离层及对流层延迟发送到中心云；
第二播发单元05，用于接收中心云发送的全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，将全国实时电离层模型及全国实时对流层模型播发给用户使用。
上述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置可实施上述方法实施例的应用于区域云的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法。上述方法实施例中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。本申请实施例的其余内容可参照上述方法实施例的内容，在本实施例中，不再进行赘述。
请参阅图12，本申请某一实施例还提供一种全国一体化的PPP-RTK服务系统100，包括： 中心云10和区域云20；其中，
中心云10包括：
基准站数据接入模块101，用于接收全球 iGMAS基准站数据流；
精密轨道解算模块102， 用于基于 iGMAS基准站数据解算实时精密轨道；
精密钟差解算模块103， 用于基于 iGMAS基准站数据和实时精密轨道解算卫星钟差；
UPD解算模块104，用于基于 iGMAS基准站数据、实时轨道、实时钟差解算卫星端UPD；
数据传输模块105，用于与区域云数据发送与接收；
电离层模型建模模块106，用于基于区域云解算的电离层延迟，构建全国电离层模型；
对流层模型建模模块107，用于基于区域云解算的对流层延迟，构建全国对流层模型；
区域云20包括：
基准站数据接入模块201，用于接收其基准站数据流；
数据传输模块202，用于与中心云进行数据发送与接收；
站点实时电离层及对流层解算模块203，用于建立非差非组合精密单点定位模型，解算站点的电离层和对流层延迟；
数据播发模块204，用于播发全国电离层及对流层模型给用户使用。
综上所述，该全国统一的PPP-RTK服务系统种， 中心云负责精密轨道、钟差、卫星端UPD解算，实现所有全国基准一致、精度一致的差分定位服务每个区域云负责各自基准站数据的解算。如此即可通过传输差分改正信息实现基准站数据的等效共享，提供规模化的、全国范围的差分数据服务，满足国民经济建设、社会生活等对高精度定位的需求。
请参阅图13，本申请某一实施例还提供一种终端设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法。
处理器用于控制该终端设备的整体操作， 以完成上述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory， 简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在一示例性实施例中， 终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific 1ntegrated Circuit，简称AS1C) 、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP) 、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice ,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD) 、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array ，简称FPGA) 、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行如上述任一项实施例所述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
在另一示例性实施例中，还提供一种包括计算机程序的计算机可读存储介质，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项实施例所述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括计算机程序的存储器，上述计算机程序可由终端设备的处理器执行以完成如上述任一项实施例所述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，应用在中心云上，其特征在于，包括：
进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算，将解算结果播发给各区域云；
其中，进行所述实时精密轨道解算，包括：
实时接收国际GNSS监测与评估系统发送的基准站数据流，在预设时间点进行精密轨道解算，通过轨道积分对卫星轨道进行预报；其中，所述进行精密轨道解算，包括：
进行轨道初始化，基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程，并进行参数估计，对残差进行检验；
对于通过残差检验的数据进行轨道浮点解算，并进行模糊度固定，获得轨道固定解；
对于未通过残差检验的数据，进行残差数据处理并返回基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程步骤；
其中，进行所述实时精密钟差解算，包括：
基于基站实时观测数据流和实时精密轨道，确定钟差参考基准；
进行周跳探测修复、误差改正，并建立法方程，通过卡尔曼滤波解算5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差；
对所述5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差进行历元组合，生成1s采样的实时绝对卫星钟差；
接收各区域云解算的各站点的实时电离层及对流层延迟估计结果，构建全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，并播发给各区域云，以使得各区域云播发全国实时电离层模型及全国实时对流层模型供用户使用。
2.根据权利要求1所述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，其特征在于，进行所述实时卫星UPD解算，包括：
基于基站实时观测数据流、实时精密轨道解算和实时精密钟差，逐站建立标准PPP建模模型以及确定出MW组合；
基于MW组合，确定WL实数模糊度，基于WL实数模糊度建立方程估计小数偏差，确定WL整数模糊度和WL卫星UPD；
基于标准PPP建模模型，确定L3实数模糊度；基于WL整数模糊度和L3实数模糊度确定NL实数模糊度；
基于NL实数模糊度建立NL方程估计小数偏差，确定NL整数模糊度、NL卫星UPD、NL接收机UPD；
根据NL卫星UPD和WL卫星UPD，确定卫星各频点UPD。
3.根据权利要求1所述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，其特征在于，构建所述构建全国实时电离层模型，包括：
接收各区域云发送的电离层，对各卫星电离层延迟提取，并计算各站点各卫星在电离层薄层处的穿刺点位置；
通过投影函数，计算穿刺点天顶方向的垂向总电子含量VTEC；
对全国区域的电离层薄层按照2.5°×2.5°格网进行划分，并得到各格网点处的位置；
选择与各格网点的距离在第一预设范围内的N个穿刺点，根据穿刺点距格网点的距离以及VTEC值的精度进行定权，通过内插得到格网点处的VTEC值。
4.根据权利要求1所述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，其特征在于，构建所述全国实时对流层模型，包括：
接收各区域云发送的对流层，对各卫星对流层延迟提取，并计算天顶方向的湿分量延迟ZWD值；
将全国区域在地面处按照2.5°×2.5°格网进行划分，得到各格网点处的位置；
选择与各格网点的距离在第二预设范围内的N个站点，根据站点距格网点的距离以及各站点天顶湿分量延迟值的精度进行定权，通过内插得到格网点处的ZWD值。
5.一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，应用在区域云上，其特征在于，包括：
接收中心云进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算后的结果；
其中，所述实时精密轨道解算，包括：
中心云实时接收国际GNSS监测与评估系统发送的基准站数据流，在预设时间点进行精密轨道解算，通过轨道积分对卫星轨道进行预报；其中，所述进行精密轨道解算，包括：
在中心云中进行轨道初始化，基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程，并进行参数估计，对残差进行检验；
在中心云中对于通过残差检验的数据进行轨道浮点解算，并进行模糊度固定，获得轨道固定解；
在中心云中对于未通过残差检验的数据，进行残差数据处理并返回基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程步骤；
其中，所述实时精密钟差解算，包括：
在中心云中基于基站实时观测数据流和实时精密轨道，确定钟差参考基准；
在中心云中进行周跳探测修复、误差改正，并建立法方程，通过卡尔曼滤波解算5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差；
在中心云中对所述5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差进行历元组合，生成1s采样的实时绝对卫星钟差；
进行站点实时电离层及对流层解算，将得到的站点实时电离层及对流层延迟发送到中心云；
接收中心云发送的全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，将全国实时电离层模型及全国实时对流层模型播发给用户使用。
6.根据权利要求5所述的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，其特征在于，所述进行站点实时电离层及对流层解算，包括：
基于站点实时观测数据流、实时精密轨道、实时精密钟差、实时卫星UPD，建立非差非组合精密单点定位模型；
将斜路径电离层延迟和天顶对流层延迟参数作为待估量保留在观测方程中，估计模糊度、电离层延迟、对流层延迟及接收机UPD；
对接收机钟差参数进行逐历元估计，使用Saatamoinen模型对对流层干分量进行修正；
使用GMF投影函数计算投影因子，采用分段常数估计残余对流层湿延迟。
7.一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置，应用在中心云上，其特征在于，包括：
第一解算单元，用于进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算，将解算结果播发给各区域云；
其中，进行所述实时精密轨道解算，包括：
实时接收国际GNSS监测与评估系统发送的基准站数据流，在预设时间点进行精密轨道解算，通过轨道积分对卫星轨道进行预报；其中，所述进行精密轨道解算，包括：
进行轨道初始化，基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程，并进行参数估计，对残差进行检验；
对于通过残差检验的数据进行轨道浮点解算，并进行模糊度固定，获得轨道固定解；
对于未通过残差检验的数据，进行残差数据处理并返回基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程步骤；
其中，进行所述实时精密钟差解算，包括：
基于基站实时观测数据流和实时精密轨道，确定钟差参考基准；
进行周跳探测修复、误差改正，并建立法方程，通过卡尔曼滤波解算5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差；
对所述5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差进行历元组合，生成1s采样的实时绝对卫星钟差；
第一播发单元，用于接收各区域云解算的各站点的实时电离层及对流层延迟估计结果，构建全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，并播发给各区域云，以使得各区域云播发全国实时电离层模型及全国实时对流层模型供用户使用。
8.一种全国一体化的PPP-RTK服务系统构建装置，应用在区域云上，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收中心云进行实时精密轨道解算、实时精密钟差解算及实时卫星UPD解算后的结果；
其中，所述实时精密轨道解算，包括：
中心云实时接收国际GNSS监测与评估系统发送的基准站数据流，在预设时间点进行精密轨道解算，通过轨道积分对卫星轨道进行预报；其中，所述进行精密轨道解算，包括：
在中心云中进行轨道初始化，基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程，并进行参数估计，对残差进行检验；
在中心云中对于通过残差检验的数据进行轨道浮点解算，并进行模糊度固定，获得轨道固定解；
在中心云中对于未通过残差检验的数据，进行残差数据处理并返回基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程步骤；
其中，所述实时精密钟差解算，包括：
在中心云中基于基站实时观测数据流和实时精密轨道，确定钟差参考基准；
在中心云中进行周跳探测修复、误差改正，并建立法方程，通过卡尔曼滤波解算5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差；
在中心云中对所述5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差进行历元组合，生成1s采样的实时绝对卫星钟差；
第二解算单元，用于进行站点实时电离层及对流层解算，将得到的站点实时电离层及对流层延迟发送到中心云；
第二播发单元，用于接收中心云发送的全国实时电离层模型及全国实时对流层模型，将全国实时电离层模型及全国实时对流层模型播发给用户使用。
9.一种全国一体化的PPP-RTK服务系统，其特征在于，包括：中心云和区域云；其中，
所述中心云包括：
基准站数据接入模块，用于接收全球iGMAS基准站数据流；
精密轨道解算模块，用于基于iGMAS基准站数据解算实时精密轨道；
其中，所述实时精密轨道解算，包括：
中心云实时接收国际GNSS监测与评估系统发送的基准站数据流，在预设时间点进行精密轨道解算，通过轨道积分对卫星轨道进行预报；其中，所述进行精密轨道解算，包括：
在中心云中进行轨道初始化，基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程，并进行参数估计，对残差进行检验；
在中心云中对于通过残差检验的数据进行轨道浮点解算，并进行模糊度固定，获得轨道固定解；
在中心云中对于未通过残差检验的数据，进行残差数据处理并返回基于双频无电离层组合观测值建立轨道方程步骤；
精密钟差解算模块，用于基于iGMAS基准站数据和实时精密轨道解算卫星钟差；
其中，所述实时精密钟差解算，包括：
在中心云中基于基站实时观测数据流和实时精密轨道，确定钟差参考基准；
在中心云中进行周跳探测修复、误差改正，并建立法方程，通过卡尔曼滤波解算5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差；
在中心云中对所述5s采样的绝对卫星钟差和1s采样的相对卫星钟差进行历元组合，生成1s采样的实时绝对卫星钟差；
UPD解算模块，用于基于iGMAS基准站数据、实时轨道、实时钟差解算卫星端UPD；
数据传输模块，用于与区域云数据发送与接收；
电离层模型建模模块，用于基于区域云解算的电离层延迟，构建全国电离层模型；
对流层模型建模模块，用于基于区域云解算的对流层延迟，构建全国对流层模型；
所述区域云包括：
基准站数据接入模块，用于接收其基准站数据流；
数据传输模块，用于与中心云进行数据发送与接收；
站点实时电离层及对流层解算模块，用于建立非差非组合精密单点定位模型，解算站点的电离层和对流层延迟；
数据播发模块，用于播发全国电离层及对流层模型给用户使用。
10.一种终端设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6任一项所述的应用在中心云上的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，或如权利要求7-8任一项所述的应用在区域云上的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法。
11.一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如权利要求1-6任一项所述的应用在中心云上的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法，或如权利要求7-8任一项所述的应用在区域云上的全国一体化的PPP-RTK服务系统构建方法。
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