CN116990844A - 一种gnss定位方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种gnss定位方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN116990844A CN202310756505.XA CN202310756505A CN116990844A CN 116990844 A CN116990844 A CN 116990844A CN 202310756505 A CN202310756505 A CN 202310756505A CN 116990844 A CN116990844 A CN 116990844A
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Abstract

本申请的实施例提供了一种GNSS定位方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：获取船舶所在海面的第一大地高数据，计算船舶的卫星天线至海面的第一高程差，获取预设时间段内，船舶所在海面的多个第二大地高数据，将多个第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化，基于第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程，接收GNSS数据，并基于GNSS数据构建GNSS观测方程，基于海潮约束方程对GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得船舶的定位结果，其中，待测参数表征定位结果。在海洋勘探与测绘应用时，确定涌浪变化，从而对GNSS海上定位附加约束，从而提高GNSS定位精度。

Description

一种GNSS定位方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种GNSS定位方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
海洋勘探与测绘作为发展蓝色经济的最重要环节之一，近年来有着广泛的关注与长足的发展。GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)技术为全天候、全球、高精度的无线电导航技术，可在任何时间、任何地点获取到绝对位置坐标，是海洋勘探与测绘中最重要的技术之一。
现有技术中，海洋GNSS定位技术考虑的定位参数单一，从而导致海洋GNSS定位精度较差。
发明内容
本申请的目的在于提供一种GNSS定位方法、装置、电子设备及存储介质，能够提高海洋GNSS定位的精度。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种GNSS定位方法，所述方法包括：
获取船舶所在海面的第一大地高数据；
计算所述船舶的卫星天线至海面的第一高程差；
获取预设时间段内，所述船舶所在海面的多个第二大地高数据；
将多个所述第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化；
基于所述第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程；
接收GNSS数据，并基于所述GNSS数据构建GNSS观测方程；
基于所述海潮约束方程对所述GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得所述船舶的定位结果，其中，所述待测参数表征定位结果。
在可选的实施方式中，所述获取船舶所在海面的第一大地高数据的步骤，包括：
通过验潮站法或者全球海潮模型法，获得所述船舶所在海面的第一大地高数据。
在可选的实施方式中，所述通过全球海潮模型法，获得所述船舶所在海面的第一大地高数据的步骤，包括：
获取所述船舶的GNSS数据；
确定所述GNSS数据中的经纬度信息和时间信息；
基于所述经纬度信息和所述时间信息，从全球海潮模型中获取所述船舶所在海面的第一大地高数据。
在可选的实施方式中，所述计算所述船舶的卫星天线至海面的第一高程差的步骤，包括：
在所述船舶无倾斜状态时，获取所述卫星天线到船底的第二高程差；
确定船底与所在海面的第三高程差；
确定所述船舶的倾斜角；
基于所述第二高程差、第三高程差以及倾斜角，计算所述船舶的卫星天线至海面的第一高程差。
在可选的实施方式中，所述第一高程差满足以下公式：
Hant＝cosθ·Ha-Hb；
其中，Hant为第一高程差，θ为倾斜角，Ha为第二高程差，Hb为第三高程差。
在可选的实施方式中，所述将多个所述第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化的步骤，包括：
确定拟合函数；
根据所述拟合函数和各所述第二大地高数据，预测目标时间的涌浪变化。
在可选的实施方式中，所述拟合函数满足以下公式：
H＝a·sin(wt+b)
其中，t为时间，H为第二大地高数据，a为涌浪的振幅，w为2涌浪的频率，b为涌浪初始相位。
在可选的实施方式中，所述根据所述拟合函数和各所述第二大地高数据，预测目标时间的涌浪变化的步骤，包括：
基于所述拟合函数和各所述第二大地高数据，计算涌浪的振幅、涌浪的频率以及涌浪的初始相位；
确定目标时间；
基于所述涌浪的振幅、涌浪的频率、涌浪的初始相位以及目标时间，计算得到所述目标时间的第二大地高数据，作为涌浪变化。
在可选的实施方式中，所述将多个所述大地高数据进行拟合，得到涌浪变化的步骤，包括：
将各所述第二大地高数据依次通过小波变换和快速傅里叶变化，预测目标时间的涌浪变化。
在可选的实施方式中，所述海潮约束方程满足以下公式：
Hant+Hw-Hg＝Atx+∈；
其中，Hant为第一高程差，Hw为涌浪变化，Hg为定位结果附近的初始点，x为船舶在地心地固直角坐标系下的坐标参数，At为坐标参数在高程方向的投影向量，∈为海潮约束方程的误差。
在可选的实施方式中，所述接收GNSS数据，并基于所述GNSS数据构建GNSS观测方程的步骤，包括：
接收所述船舶的GNSS数据；
对所述GNSS数据进行预处理，得到GNSS观测数据；
基于所述GNSS观测数据，构建GNSS观测方程。
在可选的实施方式中，所述对所述GNSS数据进行预处理，得到GNSS观测数据的步骤，包括：
对所述GNSS数据进行单点定位；
基于所述GNSS数据，计算卫星高度角和卫星方位角；
将单点定位后的GNSS数据、卫星高度角以及卫星方位角作为GNSS观测数据。
在可选的实施方式中，所述GNSS观测方程满足以下公式：
P＝Aex+MP+；
φ＝Aex+λN+Mφ+；
其中，P为已经扣除卫星-接收机距离的GNSS伪距观测，φ为已经扣除卫星-接收机距离的GNSS相位观测值，e为卫星-接收机单位向量，x为船舶在地心地固直角坐标系下的坐标参数，MP为伪距/相位观测值中受卫星端、接收机端与传播路径影响而产生的误差，Mφ为伪距/相位观测值中卫星端、接收机端与传播路径影响而产生的误差，ε，ξ为伪距/相位观测值的观测噪声。
第二方面，本申请实施例提供了一种GNSS定位装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取船舶所在海面的第一大地高数据；
计算模块，用于计算所述船舶的卫星天线至海面的第一高程差；
第二获取模块，用于获取预设时间段内，所述船舶所在海面的多个第二大地高数据；
拟合模块，用于将多个所述第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化；
第一构建模块，用于基于所述第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程；
第二构建模块，用于接收GNSS数据，并基于所述GNSS数据构建GNSS观测方程；
约束模块，用于基于所述海潮约束方程对所述GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得所述船舶的定位结果，其中，所述待测参数表征定位结果。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述GNSS方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述GNSS定位方法的步骤。
本申请具有以下有益效果：
本申请通过获取船舶所在海面的第一大地高数据，计算船舶的卫星天线至海面的第一高程差，获取预设时间段内，船舶所在海面的多个第二大地高数据，将多个第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化，基于第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程，接收GNSS数据，并基于GNSS数据构建GNSS观测方程，基于海潮约束方程对GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得船舶的定位结果，其中，待测参数表征定位结果。在海洋勘探与测绘应用时，确定涌浪变化，从而对GNSS海上定位附加约束，从而提高GNSS定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的电子设备的方框示意图；
图2为本申请实施例提供的一种GNSS定位方法的流程示意图之一；
图3为本申请实施例提供的一种GNSS定位方法的流程示意图之二；
图4为本申请实施例提供的一种船舶的卫星天线到海面的第一高程差的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种GNSS定位方法的流程示意图之三；
图6为本申请实施例提供的一种GNSS定位方法的流程示意图之四；
图7为本申请实施例提供的一种GNSS定位装置的结构框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
经过大量研究发现，海洋勘探与测绘作为发展蓝色经济的最重要环节之一，近年来有着广泛的关注与长足的发展。GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)技术为全天候、全球、高精度的无线电导航技术，可在任何时间、任何地点获取到绝对位置坐标，是海洋勘探与测绘中最重要的技术之一。
现有技术中，海洋GNSS定位技术考虑的定位参数单一，从而导致海洋GNSS定位精度较差。
有鉴于对上述问题的发现，本实施例提供了一种GNSS定位方法、装置、电子设备及存储介质，能够通过获取船舶所在海面的第一大地高数据，计算船舶的卫星天线至海面的第一高程差，获取预设时间段内，船舶所在海面的多个第二大地高数据，将多个第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化，基于第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程，接收GNSS数据，并基于GNSS数据构建GNSS观测方程，基于海潮约束方程对GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得船舶的定位结果，其中，待测参数表征定位结果。在海洋勘探与测绘应用时，确定涌浪变化，从而对GNSS海上定位附加约束，从而提高GNSS定位精度，下面对本实施例提供的方案进行详细阐述。
本实施例提供一种可以GNSS定位的电子设备。在一种可能的实现方式中，所述电子设备可以为用户终端，例如，电子设备可以是，但不限于，服务器、智能手机、个人电脑(PersonalComputer，PC)、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、移动上网设备(Mobile Internet Device，MID)等。
请参照图1，图1是本申请实施例提供的电子设备100的结构示意图。所述电子设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
所述电子设备100包括GNSS定位装置110、存储器120及处理器130。
所述存储器120及处理器130各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述GNSS定位装置110包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器120中或固化在所述电子设备100的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器130用于执行所述存储器120中存储的可执行模块，例如所述GNSS定位装置110所包括的软件功能模块及计算机程序等。
其中，所述存储器120可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器120用于存储程序，所述处理器130在接收到执行指令后，执行所述程序。
请参照图2，图2为应用于图1的电子设备100的一种GNSS定位方法的流程图，以下将方法包括各个步骤进行详细阐述。
步骤201：获取船舶所在海面的第一大地高数据。
步骤202：计算船舶的卫星天线至海面的第一高程差。
步骤203：获取预设时间段内，船舶所在海面的多个第二大地高数据。
步骤204：将多个第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化。
步骤205：基于第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程。
步骤206：接收GNSS数据，并基于GNSS数据构建GNSS观测方程。
步骤207：基于海潮约束方程对GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得船舶的定位结果。
其中，待测参数表征定位结果。
获取船舶所在海面的第一大地高数据的实现方式有多种，在一种实现方式中，可以通过验潮站法或者全球海潮模型法，获得船舶所在海面的第一大地高数据。其中，全球海潮模型可以选择CSR、NAO、DTU、FES、TPXO和Utide等获得高精度海潮信息，或者基于船舶所在的地域算则对应的海潮模型，从而获得高精度的第一大地高数据。
通过全球海潮模型法获取船舶所在海面的第一大地高数据可以为：
获取船舶的GNSS数据，确定GNSS数据中的经纬度信息和时间信息，基于经纬度信息和时间信息，从全球海潮模型中获取船舶所在海面的第一大地高数据。
在另一示例中，使用船舶附近岸基或者浮动的验潮站信息，以及时间、经纬度信息，平面或者二次曲面拟合目标区域的海面大地高。
具体地，海洋环境要素时刻都在发生变化，需要通过特定的监测系统实现相关要素的信息采集，可以基于CZY1海洋监测站自动监测系统实现对海洋表层水分及盐度、潮汐、波高、波周期、波向、风速、风向、气温、相对湿度、气压、降水量以及能见度等水文气象要素。在验潮站在控制范围内，第一大地高度数据可以基于以下公式进行计算：
Hsshh＝HMSL+hwl+v；
其中，Hsshh为第一大地高数据，HMSL表示当地平均画平面与参考椭球WGS-84之间的距离，hwl表示相对于当地平均海平面的水位高度，v表示由其他音素，例如风、浪造成的垂直综合误差。
对于第一高程差的确定方式，可以基于需要定位的船舶，确定船舶的船型数据、确定安装在船舶上卫星天线的安装位置、安装杆数据以及卫星天线相位中心偏移等信息，确定船舶的卫星天线到海面的第一高程差。
结合预设时间段内的船舶所在海面的多个第二大地高数据，拟合出涌浪变化，通过第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化等额外信息，对GNSS观测方程进行约束，从而消除涌浪的影响，提高附加约束精度，进而提高GNSS定位的最终精度。
需要说明的是，第二大地高数据可以来自GNSS观测方程的解算结果，并将解算结果减去第一高程差。
第二大地高数据为未增加海潮约束的数据，解算出的高程结果，绝对精度可能较差，但是短时间内的变化较为准确，可以减少计算的难度，并实现短时间内高程变化的拟合。
对于计算船舶的卫星天线至海面的第一高程差的实现方式有多种，在一种实现方式中，如图3所示，包括以下步骤：
步骤202-1：在船舶无倾斜状态时，获取卫星天线到船底的第二高程差。
步骤202-2：确定船底与所在海面的第三高程差。
步骤202-3：确定船舶的倾斜角。
步骤202-4：基于第二高程差、第三高程差以及倾斜角，计算船舶的卫星天线至海面的第一高程差。
参照图4，示出了船舶的卫星天线到海面的第一高程差的示意图。在船舶上安装天线时，根据船舶的船型数据、卫星天线的安装位置、安装杆数据以及卫星天线相位中心偏移等信息，在船舶无倾斜状态下，确定卫星天线至船舶的第二高程差Ha。通过船舶的船型数据以及船舷吃水线位置，确定船底到海面的第三高程差Hb。通过惯性测量单元或者其他姿态测量设备，确定船舶的倾斜角度，如图4中，示出船舶倾斜角度为θ。最终基于第二高程差Ha、第三高程差Hb以及倾斜角度θ计算卫星天线至海面的第一高程差。
具体地，第一高程差满足以下公式：
Hant＝cosθ·Ha-Hb；
其中，Hant为第一高程差，θ为倾斜角，Ha为第二高程差，Hb为第三高程差。
针对多个第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化的实现方式有多种，在一种实现方式中，如图5所示，包括以下步骤：
步骤204-1：确定拟合函数。
步骤204-2：根据拟合函数和各第二大地高数据，预测目标时间的涌浪变化。
需要说明的是，拟合函数满足以下公式：
H＝a·sin(wt+b)；
其中，t为时间，H为第二大地高数据，a为涌浪的振幅，w为涌浪的频率，b为涌浪初始相位。其中，w为2π除以涌浪的重复周期。
基于拟合函数和各第二大地高数据，对目标时间的涌浪变化进行预测的方式可以为：
基于拟合函数和各第二大地高数据，计算涌浪的振幅、涌浪的频率以及涌浪的初始相位，确定目标时间，基于涌浪的振幅、涌浪的频率、涌浪的初始相位以及目标时间，计算得到目标时间的第二大地高数据，作为涌浪变化。
示例性的，获取预设时间段内的多个第二大地高数据，如获取3s内的H1、H2以及H3，其中各第二大地高数据对应有时间信息t，将H1、H2以及H3代入拟合函数H＝a·sin(wt+b)中，计算得到参数a涌浪的振幅、参数w涌浪的频率，以及参数b涌浪的初始相位。在确定拟合函数中各参数的具体值后，可以预测出3s后的目标时间的涌浪变化，例如，预测出第4s的涌浪变化。
基于多个第二大地高数据拟合，得到涌浪变化的另一实现方式，可以为：将各第二大地高数据依次通过小波变换和快速傅里叶变化，预测目标时间的涌浪变化。
基于计算出的第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程，海潮约束方程满足以下公式：
Hant+Hw-Hg＝Atx+∈；
其中，Hant为第一高程差，Hw为涌浪变化，Hg为定位结果附近的初始点，x为船舶在地心地固直角坐标系下的坐标参数，At为坐标参数在高程方向的投影向量，∈为海潮约束方程的误差。
构建GNSS观测方程的实现方式有多种，在一种实现方式中，如图6所示，包括以下步骤：
步骤206-1：接收船舶的GNSS数据。
步骤206-2：对GNSS数据进行预处理，得到GNSS观测数据。
步骤206-3：基于GNSS观测数据，构建GNSS观测方程。
GNSS数据可以实时接收，对接收的GNSS数据进行解码并进行预处理。需要说明的是，对GNSS数据进行预处理的方式包括但不限于单点定位、卫星高度角计算、卫星方位角计算、卫星截止高度角设置、信号截止信噪比设置、数据截止信噪比设置、参考卫星选取策略设置、时标校正、大气延迟模型改正以及相位异常数据的监测与剔除。
其中，相位异常数据的监测与剔除包括但不限于多普勒检测粗差、信噪比检测多路径效应、Tuboedit检测周跳。
基于预处理后的GNSS观测数据，构建观测方程，其中，GNSS观测方程满足以下公式：
P＝aex+MP+ε；
φ＝Aex+λN+Mφ+ξ；
其中，P为已经扣除卫星-接收机距离的GNSS伪距观测，φ为已经扣除卫星-接收机距离的GNSS相位观测值，Ae为卫星-接收机单位向量，x为船舶在地心地固直角坐标系下的坐标参数，MP为伪距/相位观测值中受卫星端、接收机端与传播路径影响而产生的误差，Mφ为伪距/相位观测值中卫星端、接收机端与传播路径影响而产生的误差，ε，ξ为伪距/相位观测值的观测噪声。
请参照图7，本申请实施例还提供了一种应用于图1所述电子设备100的GNSS定位装置110，所述GNSS定位装置110包括：
第一获取模块111，用于获取船舶所在海面的第一大地高数据；
计算模块112，用于计算所述船舶的卫星天线至船底的第一高程差；
第二获取模块113，用于获取预设时间段内，所述船舶所在海面的多个第二大地高数据；
拟合模块114，用于将多个所述第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化；
第一构建模块115，用于基于所述第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程；
第二构建模块116，用于接收GNSS数据，并基于所述GNSS数据构建GNSS观测方程；
约束模块117，用于基于所述海潮约束方程对所述GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得所述船舶的定位结果，其中，所述待测参数表征定位结果。
本申请还提供一种电子设备100，电子设备100包括处理器130以及存储器120。存储器120存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令被处理器130执行时，实现该GNSS定位方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器130执行时，实现该GNSS定位方法。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种GNSS定位方法，其特征在于，所述方法包括：
获取船舶所在海面的第一大地高数据；
计算所述船舶的卫星天线至海面的第一高程差；
获取预设时间段内，所述船舶所在海面的多个第二大地高数据；
将多个所述第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化；
基于所述第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程；
接收GNSS数据，并基于所述GNSS数据构建GNSS观测方程；
基于所述海潮约束方程对所述GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得所述船舶的定位结果，其中，所述待测参数表征定位结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取船舶所在海面的第一大地高数据的步骤，包括：
通过验潮站法或者全球海潮模型法，获得所述船舶所在海面的第一大地高数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过全球海潮模型法，获得所述船舶所在海面的第一大地高数据的步骤，包括：
获取所述船舶的GNSS数据；
确定所述GNSS数据中的经纬度信息和时间信息；
基于所述经纬度信息和所述时间信息，从全球海潮模型中获取所述船舶所在海面的第一大地高数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述船舶的卫星天线至海面的第一高程差的步骤，包括：
在所述船舶无倾斜状态时，获取所述卫星天线到船底的第二高程差；
确定船底与所在海面的第三高程差；
确定所述船舶的倾斜角；
基于所述第二高程差、第三高程差以及倾斜角，计算所述船舶的卫星天线至海面的第一高程差。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一高程差满足以下公式：
Hanr＝cosθ·Ha-Hb；
其中，Hant为第一高程差，θ为倾斜角，Ha为第二高程差，Hb为第三高程差。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将多个所述第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化的步骤，包括：
确定拟合函数；
根据所述拟合函数和各所述第二大地高数据，预测目标时间的涌浪变化。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述拟合函数满足以下公式：
H＝a·sin(wt+b)；
其中，t为时间，H为第二大地高数据，a为涌浪的振幅，w为涌浪的频率，b为涌浪初始相位。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述拟合函数和各所述第二大地高数据，预测目标时间的涌浪变化的步骤，包括：
基于所述拟合函数和各所述第二大地高数据，计算涌浪的振幅、涌浪的频率以及涌浪的初始相位；
确定目标时间；
基于所述涌浪的振幅、涌浪的频率、涌浪的初始相位以及目标时间，计算得到所述目标时间的第二大地高数据，作为涌浪变化。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将多个所述第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化的步骤，包括：
将各所述第二大地高数据依次通过小波变换和快速傅里叶变化，预测目标时间的涌浪变化。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述海潮约束方程满足以下公式：
Hant+Hw-Hg＝Atx+∈；
其中，Hant为第一高程差，Hw为涌浪变化，Hg为定位结果附近的初始点，x为船舶在地心地固直角坐标系下的坐标参数，At为坐标参数在高程方向的投影向量，∈为海潮约束方程的误差。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收GNSS数据，并基于所述GNSS数据构建GNSS观测方程的步骤，包括：
接收所述船舶的GNSS数据；
对所述GNSS数据进行预处理，得到GNSS观测数据；
基于所述GNSS观测数据，构建GNSS观测方程。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对所述GNSS数据进行预处理，得到GNSS观测数据的步骤，包括：
对所述GNSS数据进行单点定位；
基于所述GNSS数据，计算卫星高度角和卫星方位角；
将单点定位后的GNSS数据、卫星高度角以及卫星方位角作为GNSS观测数据。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述GNSS观测方程满足以下公式：
P＝Aex+MP+；
φ＝Aex+λN+Mφ+；
其中，P为已经扣除卫星-接收机距离的GNSS伪距观测，φ为已经扣除卫星-接收机距离的GNSS相位观测值，e为卫星-接收机单位向量，x为船舶在地心地固直角坐标系下的坐标参数，MP为伪距/相位观测值中受卫星端、接收机端与传播路径影响而产生的误差，Mφ为伪距/相位观测值中卫星端、接收机端与传播路径影响而产生的误差，ε，ξ为伪距/相位观测值的观测噪声。
14.一种GNSS定位装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取船舶所在海面的第一大地高数据；
计算模块，用于计算所述船舶的卫星天线至海面的第一高程差；
第二获取模块，用于获取预设时间段内，所述船舶所在海面的多个第二大地高数据；
拟合模块，用于将多个所述第二大地高数据进行拟合，得到涌浪变化；
第一构建模块，用于基于所述第一大地高数据、第一高程差以及涌浪变化构建海潮约束方程；
第二构建模块，用于接收GNSS数据，并基于所述GNSS数据构建GNSS观测方程；
约束模块，用于基于所述海潮约束方程对所述GNSS观测方程的待测参数进行约束，获得所述船舶的定位结果，其中，所述待测参数表征定位结果。
15.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-13任一项所述方法的步骤。
16.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-13中任一项所述方法的步骤。
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