CN116299615A - 一种实现单北斗实时ppp模糊固定的相位偏差估计方法 - Google Patents

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CN116299615A CN202211618286.0A CN202211618286A CN116299615A CN 116299615 A CN116299615 A CN 116299615A CN 202211618286 A CN202211618286 A CN 202211618286A CN 116299615 A CN116299615 A CN 116299615A
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Abstract

本发明提供了一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，属于卫星定位技术领域，包括：利用双差观测模型计算主参考站、其他测站与卫星的双差模糊度；计算频点1的非差整周模糊度；求出所有测站的非差无电离层组合整周模糊度；将非差无电离层组合整周模糊度代入卫星基本观测方程，得到更新后的相位观测方程后，求出卫星的整数钟；获取卫星的浮点钟；利用卫星的整数钟和卫星的浮点钟，计算得到卫星端的NLUPD；获取卫星端的WL UPD；利用相位偏差转换公式将NLUPD和WLUPD转换成可观测的信号偏差产品，实现相位偏差的估计；该方法能够实现定位相位偏差的估计。

Description

一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法
技术领域
本发明属于卫星定位技术领域，具体涉及一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法。
背景技术
实时精密单点定位(real time precise point positioning,RT PPP)技术是全球卫星导航系统实现高精度定位的技术之一，在智能交通、精密农业、海洋资源勘探等诸多领域有着广阔的应用前景。
受参数估计策略和数据质量控制难度大等因素影响，实时轨道和钟不如后处理的产品稳定。对于北斗系统，受混合星座、地基站分布和不完善模型的影响，实时轨道误差更是明显大于GPS。目前，将北斗精密定位技术应用于实时高精度行业还存在整周模糊度固定困难，收敛慢、可靠性差等问题。由于浮点模糊度中的卫星初始相位偏差与硬件延迟的影响使得模糊度参数不具有整数性，恢复非差模糊度的整数特性并将其固定成整数是实现厘米级PPP的关键。
现在主流的实现PPP固定的方法主要包括UPD分离，相位整数钟和钟差去耦等，3种方法在理论本质以及定位结果并无明显差异。其中，UPD分离方法可以从所有卫星和接收机的小数部分中分离出整数模糊度。与WLUPD相比，NL UPD由于NL模糊度是用基于几何模型来确定的，会引入轨道和钟的误差，因此比较难以分离。此外，与GPS和Galileo相比，北斗的实时轨道与钟误差较大，导致传统方法生成的北斗相位偏差产品不可靠。
目前各分析中心提供的实时产品，均无法满足我国的北斗卫星导航系统的PPP模糊度固定需求。因此，需要建立一种更加精密的修正模型，生成更加完善可靠的高精度相位偏差产品，为北斗系统实时精密单点定位提供支持。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
获取多个区域站的载波和伪距观测值数据；
利用双差观测模型计算主参考站、其他测站与卫星的双差模糊度，利用LAMBDA算法将双差模糊度固定为双差整周模糊度，利用双差整周模糊度计算卫星频点1的非差整周模糊度中的其他测站与非参考星频点1的非差整周模糊度；
利用所有测站的非差宽巷整周模糊度和频点1的非差整周模糊度，求出所有测站的非差无电离层组合整周模糊度；
将非差无电离层组合整周模糊度代入卫星基本观测方程中，得到更新后的相位观测方程；并根据更新后的相位观测方程求出卫星的整数钟；
利用卫星的整数钟和卫星的浮点钟，计算得到卫星端的窄巷未校正相位硬件延迟NLUPD；
利用相位偏差转换公式，将卫星端的NLUPD和宽巷未校正相位硬件延迟WLUPD转换成频点1的可观测信号偏差和频点2的可观测信号偏差，实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计；
其中，所述非差无电离层组合整周模糊度计算公式为：
Figure BDA0004000899270000021
式中，
Figure BDA0004000899270000022
为非差无电离层组合整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000023
为频点1的非差整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000024
为非差宽巷整周模糊度，f1为频点1的频率，f2为频点2的频率。
进一步，所述频点1的非差整周模糊度的计算包括：
计算其他测站与非参考星频点1的非差整周模糊度；
计算其他参考站和参考星频点1的非差整周模糊度；
计算主参考站与参考星频点1的非差整周模糊度；
计算主参考站与非参考星频点1的非差整周模糊度。
进一步，所述其他测站与非参考星频点1的非差整周模糊度的计算公式为：
Figure BDA0004000899270000031
其中，A为主参考站，B是参考站网中的其他测站，p是参考星，q为非参考星，
Figure BDA0004000899270000032
为非差整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000033
为双差整周模糊度,，/>
Figure BDA0004000899270000034
为主参考站的星间单差整周模糊度。
进一步，所述主参考站与参考星频点1的非差整周模糊度、其他参考站和参考星频点1的非差整周模糊度通过所对应的浮点模糊度取整得到。
进一步，所述卫星基本观测方程为：
Figure BDA0004000899270000035
其中，P和L分别表示卫星伪距和相位观测值，
Figure BDA0004000899270000036
为卫星到接收机之间的几何距离，
Figure BDA0004000899270000037
和/>
Figure BDA0004000899270000038
分别表示吸收伪距硬件延迟项影响的接收机钟差和IGS播发的卫星浮点钟差，c表示光速，zwd和α分别为天顶对流层延迟和天顶对流层延迟所对应的映射函数，λ为频点1的波长，/>
Figure BDA0004000899270000039
为非差无电离层组合整周模糊度，/>
Figure BDA00040008992700000311
和/>
Figure BDA00040008992700000312
分别为相位观测值噪声和伪距观测值噪声。
进一步，所述得到更新后的相位观测方程后，求出卫星的整数钟包括：
计算更新后的相位观测方程，其表达式为：
Figure BDA00040008992700000310
其中，A,B分别为主参考站和其他参考站，p,q分别为参考星和非参考星，L为卫星相位观测值，ρ表示卫星到接收机之间的几何距离，c为光速，zwd和α分别为天顶对流层延迟和天顶对流层延迟所对应的映射函数，λ为波长，
Figure BDA00040008992700000424
和/>
Figure BDA00040008992700000425
分别为相位观测值噪声和伪距观测值噪声；
其中，
Figure BDA0004000899270000041
式中，
Figure BDA0004000899270000042
和/>
Figure BDA0004000899270000043
为吸收伪距硬件延迟项影响的接收机钟差，/>
Figure BDA0004000899270000044
和/>
Figure BDA0004000899270000045
为IGS播发的卫星浮点钟差，/>
Figure BDA0004000899270000046
为频点1的双差整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000047
为频点1的单差整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000048
为频点1的非差整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000049
为非差整周宽巷模糊度；
利用所述更新后的相位观测方程推导出整数钟，推导结果表达式为：
Figure BDA00040008992700000410
其中，
Figure BDA00040008992700000411
和/>
Figure BDA00040008992700000412
为卫星整数钟，Oregion为同一区域不同测站公共轨道误差，/>
Figure BDA00040008992700000413
为频点1的单差整周模糊度的残余部分，λ1为波长，c为光速，/>
Figure BDA00040008992700000414
和/>
Figure BDA00040008992700000415
为卫星浮点钟，/>
Figure BDA00040008992700000416
和/>
Figure BDA00040008992700000417
为NLUPD；
Figure BDA00040008992700000418
式中，
Figure BDA00040008992700000419
为非参考星相位硬件延迟，/>
Figure BDA00040008992700000420
为非参考星伪距硬件延迟；
Figure BDA00040008992700000421
式中，
Figure BDA00040008992700000422
为参考星相位硬件延迟，/>
Figure BDA00040008992700000423
为参考星伪距硬件延迟；
λNL＝c/(f1+f2)
式中，f1为频点1的频率，f2为频点2的频率。
进一步，所述卫星的NLUPD计算公式为：
Figure BDA0004000899270000051
其中，c为光速，
Figure BDA0004000899270000052
为NLUPD，/>
Figure BDA0004000899270000053
为卫星整数钟，/>
Figure BDA0004000899270000054
为卫星浮点钟。
进一步，所述相位偏差转换公式为：
Figure BDA0004000899270000055
其中，
Figure BDA0004000899270000056
为频点1的可观测信号偏差，/>
Figure BDA0004000899270000057
为频点2的可观测信号偏差，/>
Figure BDA0004000899270000058
为卫星NLUDP，/>
Figure BDA0004000899270000059
为WLUDP。
一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，包括：
本发明提供的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法具有以下有益效果：
本方法通过双差观测模型计算主参考站、其他测站与卫星的双差模糊度，然后利用双差模糊度计算频点1的非差整周模糊度，利用频点1的非差整周模糊度计算所有测站的非差无电离层组合整周模糊度，利用所有测站的非差无电离层组合整周模糊度计算卫星的整数钟，通过整数钟和浮点钟生成实时相位偏差产品，转换成频点1的可观测信号偏差和频点2的可观测信号偏差，实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计。而现有技术求解北斗相位偏差产品时，由于实时北斗轨道钟误差大的问题，难以求解满足终端模糊度固定的相位偏差产品，仅能实现浮点解。本发明通过区域网解吸收不同测站轨道公共误差，并通过两步AR方式，将非差无电离层组合模糊度转换为较为容易固定的双差模糊度和宽巷模糊度。解决了现有技术中，北斗的实时轨道与钟误差较大，导致现有方法生成的北斗相位偏差产品不可靠的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，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为本发明实施例的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法示意图；
图2为本发明实施例的SNSY站PPP-AR误差曲线图；
图3为本发明实施例的5个测站PPP-AR定位结果；
图4为本发明实施例的跑车定位结果与事后双差结果误差曲线。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例：
本发明提供了一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，具体如图1所示，包括：利用双差观测模型计算主参考站、其他测站与卫星的双差模糊度，利用LAMBDA算法将双差模糊度固定为双差整周模糊度，利用双差整周模糊度计算卫星频点1的非差整周模糊度中的其他测站与非参考星频点1的非差整周模糊度；利用所有测站的非差宽巷整周模糊度和频点1的非差整周模糊度，求出所有测站的非差无电离层组合整周模糊度；将非差无电离层组合整周模糊度代入卫星基本观测方程中，得到更新后的相位观测方程；并根据更新后的相位观测方程求出卫星的整数钟；利用卫星的整数钟和卫星的浮点钟，计算得到卫星端的窄巷未校正相位硬件延迟NLUPD；利用相位偏差转换公式，将卫星端的NLUPD和宽巷未校正相位硬件延迟WLUPD转换成频点1的可观测信号偏差和频点2的可观测信号偏差，实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计；其中，非差无电离层组合整周模糊度计算公式为：
Figure BDA0004000899270000071
式中，
Figure BDA0004000899270000072
为非差无电离层组合整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000073
为频点1的非差整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000074
为非差宽巷整周模糊度，f1为频点1的频率，f2为频点2的频率。
具体的：
利用多个区域站的载波和伪距观测值数据采用无电离层组合模型同时估计接收机钟差、卫星钟差、对流层以及模糊度参数。对应的卫星基本观测方程表示为：
Figure BDA0004000899270000075
Figure BDA0004000899270000076
其中，dr,if＝Br,if-br,if/λ1，
Figure BDA0004000899270000077
P和L分别表示卫星相位观测值，ρ表示卫星到接收机之间的几何距离，tr和ts分别表示接收机和卫星钟差，c表示光速，zwd和α分别表示天顶对流层延迟和对应的映射函数，λ为波长，/>
Figure BDA0004000899270000078
为无电离层组合整周模糊度，εL和εP分别表示相位和伪距的观测值噪声，br,和bs分别为接收机端和卫星端伪距硬件延迟，Br,和Bs分别为接收机端和卫星端对应的相位硬件延迟。
在实时网解中，应用精密轨道产品后，非差模糊度浮点解可以和接收机钟差、卫星钟差、对流层延迟同时解算出来。需要注意的是，由于接收机钟差和卫星钟差的相关性，需要添加一个基准站的钟差约束或者所有卫星钟差之和为0来分离接收机和卫星钟差。
通过两步AR方法，首先通过双差观测模型固定双差模糊度，然后利用参考站和卫星的双差整周模糊度恢复非差整周模糊度。双差伪距和相位观测方程如下：
Figure BDA0004000899270000081
μ是将频率1上的电离层延迟转换为频率k上的系数，其中
Figure BDA00040008992700000810
Δ▽代表双差。通过使用单北斗或者多GNSS观测数据求解方程。倾斜电离层延迟、天顶对流层延迟和双差浮点解可以通过卡尔曼滤波或加权最小二乘估计。双差整周模糊度通过LAMBDA算法固定。
基于参考站网双差整周模糊度和非差整周模糊度的关系，其他参考站与非参考星的非差整周模糊度可以通过参考站间和卫星的双差整周模糊度、主参考站的星间单差整周模糊度、其他测站与参考星的非差整周模糊度来恢复：
Figure BDA0004000899270000082
其中，A是主参考站，B是参考站网中的其他测站，p是参考星，q为非参考星，
Figure BDA0004000899270000083
为非差整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000084
为双差整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000085
为主参考站的星间单差整周模糊度。
因为固定的无电离层模糊度可以表示为频点1和宽巷(WL)模糊度的组合，
Figure BDA0004000899270000086
其中，
Figure BDA0004000899270000087
是无电离层组合整周模糊度，/>
Figure BDA0004000899270000088
是频点1的非差整周模糊度，当WLUPD改正之后，可以通过无几何距离的HMW组合求解非差宽巷模糊度。通常，宽巷UPD在一天内被认为是稳定的，可以使用全球分布的IGS站来求解。日解宽巷UPD的稳定性通常在0.05周内，通过UPD校正，可以以很高的成功率固定WL模糊度。假设所有卫星的测站的WL模糊度
Figure BDA0004000899270000089
双差模糊度/>
Figure BDA0004000899270000091
主参考站的单差模糊度/>
Figure BDA0004000899270000092
和所有测站的参考星非差模糊度/>
Figure BDA0004000899270000093
固定之后，则相位观测方程可以表示为：
Figure BDA0004000899270000094
其中，
Figure BDA0004000899270000095
其中，A,B分别表示主参考站和其他参考站，p,q分别表示参考星和非参考星，L表示卫星相位观测值，ρ表示卫星到接收机之间的几何距离，
Figure BDA0004000899270000096
和/>
Figure BDA0004000899270000097
为吸收伪距硬件延迟项影响的接收机钟差，/>
Figure BDA0004000899270000098
和/>
Figure BDA0004000899270000099
表示IGS播发的卫星浮点钟差，c表示光速，zwd和α分别表示天顶对流层延迟和对应的映射函数，λ为波长，/>
Figure BDA00040008992700000910
为频点1的双差整周模糊度，/>
Figure BDA00040008992700000911
为频点1的单差整周模糊度，/>
Figure BDA00040008992700000912
Figure BDA00040008992700000913
为频点1的非差整周模糊度，/>
Figure BDA00040008992700000914
是非差整周宽巷模糊度。
从方程(6)和(7)可以看出，除了卫星和接收机的NLUPD，主参考站的单差NL模糊度
Figure BDA00040008992700000915
和其他测站参考星非差模糊度/>
Figure BDA00040008992700000916
可以被吸收到卫星和接收机钟差参数中，这就意味着/>
Figure BDA00040008992700000917
的值可以是任意的，本专利中/>
Figure BDA00040008992700000918
通过取整求解，没有经过任何模糊度测试。
因为区域网中不同测站卫星部分的轨道误差是相近的，当计算出模糊度之后可以被吸收到卫星钟差参数中。因此卫星钟差参数可以表示为：
Figure BDA0004000899270000101
其中，λNL＝c/(f1+f2)，
Figure BDA0004000899270000102
或/>
Figure BDA0004000899270000103
就是所谓的整数钟，除了浮点钟和硬件延迟，它还可能包含单差模糊度的剩余部分和同一区域不同测站公共轨道误差/>
Figure BDA0004000899270000104
通过求解的整数钟减去卫星的浮点钟即可得到卫星端NLUPD。
Figure BDA0004000899270000105
为方便PPP用户使用，可以通过公式将L1和L2的WL和NLUPD转换成可观测的信号偏差产品。
Figure BDA0004000899270000106
其中，
Figure BDA0004000899270000107
为频点1的可观测信号偏差，/>
Figure BDA0004000899270000108
为频点2的可观测信号偏差，/>
Figure BDA0004000899270000109
为卫星NLUDP，/>
Figure BDA00040008992700001010
为卫星WLUDP。
以下为本方法具体实施例：
如图2为某省CORS站使用本专利方法提取的OSB产品进行PPP-AR定位误差曲线图，从图中可以看出，使用该OSB产品可以实现单北斗实时PPP模糊度固定，且BDS定位精度与GPS在同一量级(cm级)，单北斗固定率在98％以上。
如图3为某省5个CORS站使用本专利方法提取的实时OSB产品进行PPP-AR定位精度结果，从图中可以看出，该方法有效克服了北斗实时卫星轨道与钟误差大的问题，相对于CNES产品无法实现单BDS模糊度固定，使用本专利的产品GPS、BDS-2/BDS-3、BDS-3在E、N、U三个方向RMS均低于5cm。
表1跑车定位结果与事后双差结果误差精度统计
Figure BDA0004000899270000111
如图4为使用本专利方法提取的实时OSB产品进行跑车PPP-RTK定位结果与事后双差结果误差曲线，表1为跑车定位事后双差结果误差精度统计。从图3和表1可以看出，本专利方法提取的实时OSB产品同样能够满足动态跑车用户单BDS模糊度固定，且定位精度与事后双差值误差小于5cm，GPS固定率为93.4％，BDS达100％。北斗实时PPP定位性能优于GPS。
根据上述实施结果可知，本专利方法提取的实时OSB产品，能够支持用户端实现BDS-2/BDS-3或BDS-3实时PPP模糊度固定，且定位精度在厘米级，固定率在90％以上。
本方法提取的OSB产品在固定站及跑车用户的定位性能测试良好，有望进一步推动PPP-AR，PPP-RTK技术的发展。
以上实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，其特征在于，包括：
获取多个区域站的载波和伪距观测值数据；
利用双差观测模型计算主参考站、其他测站与卫星的双差模糊度，利用LAMBDA算法将双差模糊度固定为双差整周模糊度，利用双差整周模糊度计算卫星频点1的非差整周模糊度中的其他测站与非参考星频点1的非差整周模糊度；
利用所有测站的非差宽巷整周模糊度和频点1的非差整周模糊度，求出所有测站的非差无电离层组合整周模糊度；
将非差无电离层组合整周模糊度代入卫星基本观测方程中，得到更新后的相位观测方程；并根据更新后的相位观测方程求出卫星的整数钟；
利用卫星的整数钟和卫星的浮点钟，计算得到卫星端的窄巷未校正相位硬件延迟NLUPD；
利用相位偏差转换公式，将卫星端的NLUPD和宽巷未校正相位硬件延迟WLUPD转换成频点1的可观测信号偏差和频点2的可观测信号偏差，实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计；
其中，所述非差无电离层组合整周模糊度计算公式为：
Figure FDA0004000899260000011
式中，
Figure FDA0004000899260000012
为非差无电离层组合整周模糊度，/>
Figure FDA0004000899260000013
为频点1的非差整周模糊度，/>
Figure FDA0004000899260000014
为非差宽巷整周模糊度，f1为频点1的频率，f2为频点2的频率。
2.根据权利要求1所述的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，其特征在于，所述频点1的非差整周模糊度的计算包括：
计算其他测站与非参考星频点1的非差整周模糊度；
计算其他参考站和参考星频点1的非差整周模糊度；
计算主参考站与参考星频点1的非差整周模糊度；
计算主参考站与非参考星频点1的非差整周模糊度。
3.根据权利要求2所述的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，其特征在于，所述其他测站与非参考星频点1的非差整周模糊度的计算公式为：
Figure FDA0004000899260000021
其中，A为主参考站，B是参考站网中的其他测站，p是参考星，q为非参考星，
Figure FDA0004000899260000022
为非差整周模糊度，/>
Figure FDA0004000899260000023
为双差整周模糊度,，/>
Figure FDA0004000899260000024
为主参考站的星间单差整周模糊度。
4.根据权利要求2所述的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，其特征在于，所述主参考站与参考星频点1的非差整周模糊度、其他参考站和参考星频点1的非差整周模糊度通过所对应的浮点模糊度取整得到。
5.根据权利要求1所述的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，其特征在于，所述卫星基本观测方程为：
Figure FDA0004000899260000025
其中，P和L分别表示卫星伪距和相位观测值，
Figure FDA0004000899260000026
为卫星到接收机之间的几何距离，/>
Figure FDA0004000899260000027
和
Figure FDA0004000899260000028
分别表示吸收伪距硬件延迟项影响的接收机钟差和IGS播发的卫星浮点钟差，c表示光速，zwd和α分别为天顶对流层延迟和天顶对流层延迟所对应的映射函数，λ为频点1的波长，
Figure FDA0004000899260000029
为非差无电离层组合整周模糊度，εLif和εPif分别为相位观测值噪声和伪距观测值噪声。
6.根据权利要求1所述的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，其特征在于，所述得到更新后的相位观测方程后，求出卫星的整数钟包括：
计算更新后的相位观测方程，其表达式为：
Figure FDA0004000899260000031
其中，A,B分别为主参考站和其他参考站，p,q分别为参考星和非参考星，L为卫星相位观测值，ρ表示卫星到接收机之间的几何距离，c为光速，zwd和α分别为天顶对流层延迟和天顶对流层延迟所对应的映射函数，λ为波长，
Figure FDA00040008992600000319
和/>
Figure FDA00040008992600000320
分别为相位观测值噪声和伪距观测值噪声；
其中，
Figure FDA0004000899260000032
式中，
Figure FDA0004000899260000033
和/>
Figure FDA0004000899260000034
为吸收伪距硬件延迟项影响的接收机钟差，/>
Figure FDA0004000899260000035
和/>
Figure FDA0004000899260000036
为IGS播发的卫星浮点钟差，/>
Figure FDA0004000899260000037
为频点1的双差整周模糊度，/>
Figure FDA0004000899260000038
为频点1的单差整周模糊度，/>
Figure FDA0004000899260000039
为频点1的非差整周模糊度，/>
Figure FDA00040008992600000310
为非差整周宽巷模糊度；
利用所述更新后的相位观测方程推导出整数钟，推导结果表达式为：
Figure FDA00040008992600000311
其中，
Figure FDA00040008992600000312
和/>
Figure FDA00040008992600000313
为卫星整数钟，Oregion为同一区域不同测站公共轨道误差，/>
Figure FDA00040008992600000314
为频点1的单差整周模糊度的残余部分，λ1为波长，c为光速，/>
Figure FDA00040008992600000315
和/>
Figure FDA00040008992600000316
为卫星浮点钟，/>
Figure FDA00040008992600000317
和/>
Figure FDA00040008992600000318
为NLUPD；
Figure FDA0004000899260000041
式中，
Figure FDA0004000899260000042
为非参考星相位硬件延迟，/>
Figure FDA0004000899260000043
为非参考星伪距硬件延迟；
Figure FDA0004000899260000044
式中，
Figure FDA0004000899260000045
为参考星相位硬件延迟，/>
Figure FDA0004000899260000046
为参考星伪距硬件延迟；
λNL＝c/(f1+f2)
式中，f1为频点1的频率，f2为频点2的频率。
7.根据权利要求6所述的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，其特征在于，所述卫星的NLUPD计算公式为：
Figure FDA0004000899260000047
其中，c为光速，
Figure FDA0004000899260000048
为NLUPD，/>
Figure FDA0004000899260000049
为卫星整数钟，/>
Figure FDA00040008992600000410
为卫星浮点钟。
8.根据权利要求1所述的一种实现单北斗实时PPP模糊固定的相位偏差估计方法，其特征在于，所述相位偏差转换公式为：
Figure FDA00040008992600000411
其中，
Figure FDA00040008992600000412
为频点1的可观测信号偏差，/>
Figure FDA00040008992600000413
为频点2的可观测信号偏差，/>
Figure FDA00040008992600000414
为卫星NLUDP，/>
Figure FDA00040008992600000415
为WLUDP。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116540280A (zh) * 2023-07-07 2023-08-04 中国科学院空天信息创新研究院 多频卫星导航数据状态域改正信息综合处理方法和系统
CN116626723A (zh) * 2023-07-21 2023-08-22 中国科学院空天信息创新研究院 GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法及装置
CN117169941A (zh) * 2023-11-01 2023-12-05 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 一种基于非差osr改正数增强的rappp定位方法

Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5008201A (en) * 2000-06-01 2001-12-06 Furuno Electric Company, Limited System for determining the heading and/or attitude of a body
EP1972959A1 (en) * 2007-03-22 2008-09-24 Technische Universität München Method for processing a set of signals of a global navigation satellite system with at least three carriers
WO2010033046A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Magellan Navigation, Inc. Systems and methods to provide otf glonass carrier phase bias calibration
CN102353969A (zh) * 2011-09-02 2012-02-15 东南大学 精密单点定位技术中相位偏差的估计方法
CN103675858A (zh) * 2013-12-30 2014-03-26 辽宁工程技术大学 北斗系统b1与gps系统l1载波相位混频差分方法
CN103698790A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 辽宁工程技术大学 北斗与gps双系统宽巷载波相位混频星间差分组合方法
WO2016180652A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 Centre National D'etudes Spatiales Device and method for designating characteristic points
US20170134098A1 (en) * 2014-06-12 2017-05-11 Zte Corporation Method and device for compensating phase deviation
CN107561568A (zh) * 2017-08-22 2018-01-09 中国科学院国家授时中心 基于统一模型的北斗非差非组合ppp‑rtk定位方法
CN107678050A (zh) * 2017-09-05 2018-02-09 西南交通大学 基于粒子滤波的glonass相位频间偏差实时追踪和精密估计方法
CN108415049A (zh) * 2018-04-19 2018-08-17 千寻位置网络有限公司 提高网络rtk双差宽巷模糊度固定正确率的方法
CN108519614A (zh) * 2018-03-16 2018-09-11 东南大学 一种gps/bds紧组合载波差分定位方法
CN109581452A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 辽宁工程技术大学 一种gnss参考站载波相位整周模糊度解算方法
CN111308528A (zh) * 2019-12-10 2020-06-19 哈尔滨工程大学 一种北斗/gps紧组合虚拟参考站定位方法
CN111830545A (zh) * 2020-07-06 2020-10-27 施明成 Bds+gps双系统高精度定位双频rtk方法
AU2021100689A4 (en) * 2021-02-03 2021-04-22 Tongji University GNSS (Global Navigation Satellite System) Dynamic Kalman Filter Method In Autonomous Cooperation
WO2021121062A1 (zh) * 2019-12-20 2021-06-24 西安空间无线电技术研究所 一种基于"云-端"架构的ppp-rtk增强方法与系统
US20210223406A1 (en) * 2018-06-04 2021-07-22 Beijing Future Navigation Technology Co., Ltd Precise Point Position and Real-Time Kinematic (PPP-RTK) Positioning Method and Device
CN113848572A (zh) * 2021-09-16 2021-12-28 东南大学 一种基于大气误差增强的多频ppp序贯单历元定位方法
CN114114334A (zh) * 2022-01-24 2022-03-01 长沙金维信息技术有限公司 Glonass频间偏差标定方法及rtk方法
CN114594507A (zh) * 2022-05-11 2022-06-07 长安大学 一种融合K-means和KNN的GNSS数据质量综合评估方法
CN114966759A (zh) * 2022-05-31 2022-08-30 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 一种用于实现单频ppp-rtk的gnss区域站网数据处理方法

Patent Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5008201A (en) * 2000-06-01 2001-12-06 Furuno Electric Company, Limited System for determining the heading and/or attitude of a body
EP1972959A1 (en) * 2007-03-22 2008-09-24 Technische Universität München Method for processing a set of signals of a global navigation satellite system with at least three carriers
WO2010033046A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Magellan Navigation, Inc. Systems and methods to provide otf glonass carrier phase bias calibration
CN102353969A (zh) * 2011-09-02 2012-02-15 东南大学 精密单点定位技术中相位偏差的估计方法
CN103675858A (zh) * 2013-12-30 2014-03-26 辽宁工程技术大学 北斗系统b1与gps系统l1载波相位混频差分方法
CN103698790A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 辽宁工程技术大学 北斗与gps双系统宽巷载波相位混频星间差分组合方法
US20170134098A1 (en) * 2014-06-12 2017-05-11 Zte Corporation Method and device for compensating phase deviation
WO2016180652A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 Centre National D'etudes Spatiales Device and method for designating characteristic points
CN107561568A (zh) * 2017-08-22 2018-01-09 中国科学院国家授时中心 基于统一模型的北斗非差非组合ppp‑rtk定位方法
CN107678050A (zh) * 2017-09-05 2018-02-09 西南交通大学 基于粒子滤波的glonass相位频间偏差实时追踪和精密估计方法
CN108519614A (zh) * 2018-03-16 2018-09-11 东南大学 一种gps/bds紧组合载波差分定位方法
CN108415049A (zh) * 2018-04-19 2018-08-17 千寻位置网络有限公司 提高网络rtk双差宽巷模糊度固定正确率的方法
US20210223406A1 (en) * 2018-06-04 2021-07-22 Beijing Future Navigation Technology Co., Ltd Precise Point Position and Real-Time Kinematic (PPP-RTK) Positioning Method and Device
CN109581452A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 辽宁工程技术大学 一种gnss参考站载波相位整周模糊度解算方法
CN111308528A (zh) * 2019-12-10 2020-06-19 哈尔滨工程大学 一种北斗/gps紧组合虚拟参考站定位方法
WO2021121062A1 (zh) * 2019-12-20 2021-06-24 西安空间无线电技术研究所 一种基于"云-端"架构的ppp-rtk增强方法与系统
CN111830545A (zh) * 2020-07-06 2020-10-27 施明成 Bds+gps双系统高精度定位双频rtk方法
AU2021100689A4 (en) * 2021-02-03 2021-04-22 Tongji University GNSS (Global Navigation Satellite System) Dynamic Kalman Filter Method In Autonomous Cooperation
CN113848572A (zh) * 2021-09-16 2021-12-28 东南大学 一种基于大气误差增强的多频ppp序贯单历元定位方法
CN114114334A (zh) * 2022-01-24 2022-03-01 长沙金维信息技术有限公司 Glonass频间偏差标定方法及rtk方法
CN114594507A (zh) * 2022-05-11 2022-06-07 长安大学 一种融合K-means和KNN的GNSS数据质量综合评估方法
CN114966759A (zh) * 2022-05-31 2022-08-30 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 一种用于实现单频ppp-rtk的gnss区域站网数据处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIN WANG等: "Estimation of fractional cycle bias for GPS/BDS‑2/Galileo based on international GNSS monitoring and assessment system observations using the uncombined PPP model", SATELLITE NAVIGATION, pages 1 - 11 *
涂锐等: "基于PPP技术实时识别和校正强震仪基线偏移", 地球物理学进展, vol. 29, no. 6, pages 2560 - 2565 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116540280A (zh) * 2023-07-07 2023-08-04 中国科学院空天信息创新研究院 多频卫星导航数据状态域改正信息综合处理方法和系统
CN116540280B (zh) * 2023-07-07 2023-09-15 中国科学院空天信息创新研究院 多频卫星导航数据状态域改正信息综合处理方法和系统
CN116626723A (zh) * 2023-07-21 2023-08-22 中国科学院空天信息创新研究院 GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法及装置
CN116626723B (zh) * 2023-07-21 2023-10-17 中国科学院空天信息创新研究院 GNSS的LcUPD和TcUPD的估计方法及装置
CN117169941A (zh) * 2023-11-01 2023-12-05 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 一种基于非差osr改正数增强的rappp定位方法
CN117169941B (zh) * 2023-11-01 2024-01-16 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 一种基于非差osr改正数增强的rappp定位方法

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