CN117388883A - 一种基于稀疏地基节点的北斗低轨ppp-rtk高精度服务方法 - Google Patents

一种基于稀疏地基节点的北斗低轨ppp-rtk高精度服务方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP‑RTK高精度服务方法，属于高精度定位服务技术领域。本发明以超快速轨道的动力学平滑轨道时间衰减虚拟观测方程约束下，基于低轨卫星与稀疏地基跟踪站联合快速估计精密轨道、钟差等信息的方法，然后，设计基于先验估计的轨道、钟差等信息作为虚拟观测数据，利用稀疏的GNSS与低轨卫星观测量快速估计对流层与电离层空间延迟信息与完好性评估的方案，基于此可保障高可靠、高精度服务前提下，大大减少对地面跟踪站数量与分布的严重依赖。

Description

一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法
技术领域
本发明属于高精度定位服务技术领域，特别是指一种基于低轨卫星联合稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，可满足稀疏地基跟踪站部署、实时高效处理、轻量化运维与管理等条件下不同用户高效经济、稳定可靠高精度服务需求。
背景技术
基于数量庞大且要求均匀分布GNSS地基跟踪站提供区域覆盖范围的RTK或PPP-RTK高精度服务已经成为当前高精度定位服务的主流形式，其主要的思想是基于数量庞大且均匀覆盖的GNSS地基跟踪站，估计与区域覆盖范围的高精度大气延迟信息，通过内插提供给覆盖区域用户，从而实现区域范围用户的高精度定位能力。
但是，由于该方法严重依赖数量庞大且要求均匀分布地基跟踪站，导致系统服务运维与管理成本居高不下，体现为用户高精度定位资费高，同时，若地基节点受到地震等自然灾害破坏时，会导致高精度服务存在潜在降效的风险问题，无法满足智能驾驶、无人航空等高可靠、高完好性条件下的高精度时空服务需求。
发明内容
本发明针对传统高精度定位服务模式严重依赖数量庞大且均匀分布地基跟踪站、系统服务运维与管理成本居高不下以及地基节点受到地震等自然灾害破坏时会导致高精度服务存在潜在降效风险等问题，提出一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，包括以下步骤：
(1)对GNSS卫星和低轨卫星的卫星位置进行异常判别，获取的先验的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量；
(2)构建GNSS与低轨卫星先验轨道时间衰减虚拟观测方程，作为条件约束方程；
(3)以稀疏地基跟踪站的GNSS观测数据以及骨干节点的低轨卫星的星载观测数据为基础，在条件约束方程的支撑下，通过估计方法得到GNSS精密轨道、GNSS卫星钟差、GNSS伪距与相位偏差，以及低轨卫星精密轨道、低轨卫星钟差、低轨卫星伪距与相位偏差；
(4)针对GNSS与低轨卫星的精密轨道、钟差以及伪距与相位偏差参数，构建虚拟观测方程；基于稀疏地基跟踪站的GNSS观测数据以及稀疏地基跟踪站的低轨卫星观测数据，联合虚拟观测方程，采用伪距载波相位测量的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程，估计空间电离层延迟和对流层延迟信息，然后基于多项式拟合函数构建电离层与对流层的区域化的精细误差补偿模型；
(5)基于稀疏地基跟踪站的GNSS数据和低轨卫星观测数据，构建基于多站验后残差的GNSS与低轨增强信息质量评价方程与完好性判别准则，评估GNSS与低轨融合定位服务的质量水平；
(6)地面用户实时接收GNSS卫星信号与低轨卫星信号，基于自身跟踪测量获取的GNSS与低轨卫星伪距与载波相位观测数据，依据GNSS与低轨卫星的精密轨道、钟差信息以及空间延迟信息、完好性评估信息，采用GNSS与低轨融合的PPP-RTK模糊度固定方法，确定地面用户的位置及置信区间。
进一步地，步骤(1)的具体方式为：
若则判别为正常，此时，/>
若则判别为异常，此时，/>
其中：
上面各式中，为GNSS卫星与低轨卫星的超快速轨道动力学平滑轨道获取的ti时刻轨道的状态矢量，包含ti时刻GNSS卫星与低轨卫星的卫星三维位置矢量/>速度矢量以及动力学模型参数/> 为ti-1时刻实时估计获取的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，/>为基于前一时刻GNSS卫星与低轨卫星的实时卫星轨道外推获得的当前时刻ti的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，/>为异常判别后获取的ti时刻先验的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，Ψ(ti,t0)为t0时刻到ti时刻的状态转移矩阵，Φ(ti,ti-1)为ti-1时刻到ti时刻的状态转移矩阵。
进一步地，步骤(2)构建的GNSS与低轨卫星先验轨道时间衰减虚拟观测方程为：
其中，为GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，/>为/>的先验方差信息，a、b、k和T分别为时间衰减协方差函数的常数项、指数系数项、时间松弛系数以及超快速轨道弧段时长。
进一步地，步骤(4)的具体方式为：
(401)构建GNSS与低轨卫星精密轨道、钟差以及伪距与相位偏差参数的虚拟观测方程：
其中，和/>分别为实时估计获得的GNSS与低轨卫星的三维位置矢量的虚拟观测量、GNSS与低轨卫星的卫星钟差的虚拟观测量、GNSS卫星与低轨卫星的伪距偏差的虚拟观测量和GNSS卫星与低轨卫星的相位偏差虚拟观测量值，/>和分别为GNSS与低轨卫星的三维位置矢量偏差参数、GNSS与低轨卫星的卫星钟差参数、GNSS卫星与低轨卫星的伪距偏差参数和GNSS卫星与低轨卫星的相位偏差参数；
(402)基于稀疏地基跟踪站的GNSS观测数据以及稀疏地基跟踪站的低轨卫星观测数据，联合虚拟观测方程，采用伪距载波相位的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程快速估计空间电离层延迟和对流层延迟信息；所述伪距载波相位的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程如下：
其中，和/>分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距和载波相位测量值，/>和/>分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距噪声和载波相位噪声，/>代表地面跟踪站与第i个GNSS卫星或低轨卫星间的几何距离，Ii和γf分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星对应的基准频率的电离层延迟和比例系数，Ti和Mel分别代表对流层延迟和投影函数，δti和δt分别代表第i个GNSS卫星或低轨卫星的卫星钟差和地面跟踪站的接收机钟差，λf和/>分别代表载波相位波长和第i个GNSS卫星或低轨卫星的载波相位整数模糊度，/>代表第i个GNSS或低轨卫星f频率的伪距码相位偏差，/>和/>分别代表地面跟踪站观测的第i个GNSS或低轨卫星f频率的伪距多径和载波多径，C为光的传播速度，/>代表载波相位的整数相位偏差，包含GNSS卫星或低轨卫星相位偏差/>和接收机相位偏差Fcsb,f，其表达式为：
(403)基于上述估计的电离层Ii与对流层延迟Ti信息，针对PPP-RTK高精度服务区域，采用多项式函数拟合的方式，构建电离层与对流层的区域化的精细误差补偿模型。
进一步地，步骤(5)的具体方式为：
(501)对于任一具备GNSS数据与低轨卫星观测的稀疏地基跟踪站k，采用如下公式估计伪距验前残差与载波相位验前残差/>
(502)通过对伪距的验前残差载波相位的验前残差/>分别进行观测质量检验，识别潜在观测异常卫星并进行标识，具体来说：
若则标识为正常；
若则标识为潜在观测异常；
若则标识为正常；
若则标识为潜在观测异常；
其中：
上面各式中，θ为地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星的高度角，μρ,f和分别为地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距和载波相位的验后残差阈值，/>为地面跟踪站所观测的所有GNSS卫星或低轨卫星f频率的中值滤波，Median表示中值滤波；
(503)对于潜在观测异常的卫星，基于所有地基跟踪站再次进行确认性的判断，判断准则为：当所有地基跟踪站均探测该卫星存在异常，则判定该卫星异常并标识该卫星存在故障，否则判定为该潜在观测异常的卫星为野值并进行剔除；
(504)经过步骤(503)后，对于最终判别为正常的伪距和载波相位验前残差，采用如下公式计算伪距标准差信息Sρ,f和载波相位的标准差信息Sρ,f：
其中，k和M分别为地基跟踪站标识和总数量。
进一步地，步骤(6)的具体方式为：
(601)地面用户实时接收GNSS卫星信号与低轨卫星信号，基于自身跟踪测量获取的GNSS与低轨卫星伪距与载波相位观测数据，基于下述公式扣除已知的GNSS卫星与低轨卫星的精密轨道、钟差信息、相位偏差、码偏差信息、空间电离层与对流层延迟信息：
(602)基于上述误差修正的伪距与载波相位观测值/>采用如下测量方程估计用户站坐标信息xr：
(603)令Sρ,fsin(θ)与分别为上述测量方程/>和/>的先验权，采用GNSS与低轨融合的PPP-RTK模糊度固定方法，快速确定其位置及其置信区间。
本发明与现有技术相比所取得的有益效果为：
针对传统高精度定位服务模式严重依赖数量庞大且均匀分布地基跟踪站、系统服务运维与管理成本居高不下以及地基节点受到地震等自然灾害破坏时会导致高精度服务存在潜在降效风险等问题，本发明充分考虑低轨卫星快速空间结构变化优势与天基低轨卫星具备星载高精度数据，提出在超快速轨道的动力学平滑轨道时间衰减虚拟观测方程约束条件下，基于低轨卫星与稀疏地基跟踪站联合快速估计精密轨道、钟差等信息的方法，同时设计采用先验估计的轨道、钟差等信息作为虚拟观测数据，利用稀疏的GNSS与低轨卫星观测量快速估计对流层与电离层空间延迟信息以及完好性评估的方法，可为用户节点提供高效经济、稳定可靠高精度服务能力。本发明适用于稀疏地基跟踪站部署、实时高效处理、轻量化运维与管理约束下高可靠、高精度时空服务。
附图说明
图1为本发明实施例的场景示意图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，如图1所示，该方法主要涉及的观测信息如下：稀疏地基跟踪站跟踪GNSS卫星与低轨卫星信号，跟踪捕获得到GNSS卫星与低轨卫星的载波相位测量和伪距测量数据；低轨卫星除了播发低轨卫星导航信号外，同时接收GNSS卫星的导航信号，跟踪捕获得到GNSS卫星的载波相位测量和伪距测量数据；地面用户与稀疏地基跟踪站类似，可跟踪GNSS卫星与低轨卫星信号，跟踪捕获得到GNSS卫星与低轨卫星的载波相位测量和伪距测量数据。
该方法以超快速轨道的动力学平滑轨道时间衰减虚拟观测方程约束下，基于低轨卫星与稀疏地基跟踪站联合快速估计精密轨道、钟差等信息的方法，然后，设计基于先验估计的轨道、钟差等信息作为虚拟观测数据，利用稀疏的GNSS与低轨卫星观测量快速估计对流层与电离层空间延迟信息与完好性评估的方案，基于此可保障高可靠、高精度服务前提下，大大减少对地面跟踪站数量与分布的严重依赖。
具体包括以下步骤：
(1)基于GNSS与低轨卫星的超快速轨道的动力学平滑轨道和GNSS与低轨卫星实时估计的卫星轨道，进行GNSS与低轨卫星的卫星位置异常判别，获取的先验的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量；
(2)构建GNSS与低轨卫星先验轨道时间衰减的虚拟观测方程，作为核心的条件约束方程；
(3)以稀疏地基跟踪站的GNSS观测数据以及骨干节点的低轨卫星的星载观测数据为基础，在上述条件约束方程支撑下，基于实时GNSS与低轨精密轨道和钟差估计方法，快速确定GNSS精密轨道、GNSS卫星钟差、伪距与相位偏差以及低轨卫星精密轨道、低轨卫星钟差信息、伪距与相位偏差信息；
(4)构建GNSS与低轨卫星精密轨道、钟差以及伪距与相位偏差参数的虚拟观测方程，基于稀疏地基跟踪站GNSS观测数据以及稀疏地基跟踪站的低轨卫星观测数据，联合上述虚拟观测方程，采用伪距载波相位测量的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程，快速估计空间电离层延迟和对流层延迟信息，然后基于多项式拟合函数构建电离层与对流层的区域化的精细误差补偿模型；
(5)基于稀疏地基跟踪站GNSS数据与低轨卫星观测数据等两类数据，构建基于多站验后残差的GNSS与低轨增强信息质量评价方程与完好性判别准则，评估GNSS与低轨融合定位服务的质量水平；
(6)地面用户实时接收GNSS卫星信号与低轨卫星信号，基于自身跟踪测量获取的GNSS与低轨卫星伪距与载波相位观测数据，依据GNSS与低轨卫星精密轨道、钟差信息以及空间延迟信息、完好性评估等各类信息，采用GNSS与低轨融合的PPP-RTK模糊度固定方法，快速确定其位置及其置信区间。
步骤(1)中，采用的GNSS与低轨卫星的超快速轨道动力学平滑轨道和GNSS与低轨卫星实时卫星轨道，进行GNSS与低轨卫星位置异常的判别，其实现方法如下：
若则判别为正常，此时，/>
若则判别为异常，此时，/>
其中：
上面各式中，为GNSS卫星与低轨卫星的超快速轨道动力学平滑轨道获取的ti时刻轨道的状态矢量，包含ti时刻GNSS卫星与低轨卫星的卫星三维位置矢量/>速度矢量以及动力学模型参数/> 为ti-1时刻实时估计获取的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，/>为基于前一时刻GNSS卫星与低轨卫星的实时卫星轨道外推获得的当前时刻ti的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，/>为异常判别后获取的ti时刻先验的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，Ψ(ti,t0)为t0时刻到ti时刻的状态转移矩阵，Φ(ti,ti-1)为ti-1时刻到ti时刻的状态转移矩阵。
在上述异常判别基础上，所构建的核心条件约束方程，即GNSS与低轨卫星先验轨道时间衰减的虚拟观测方程，其形式如下：
其中，为GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，/>为/>的先验方差信息，a、b、k和T分别为时间衰减协方差函数的常数项、指数系数项、时间松弛系数以及超快速轨道弧段时长。
以稀疏地基跟踪站的GNSS观测数据以及骨干节点的低轨卫星的星载观测数据为基础，在上述条件约束方程支撑下，基于实时GNSS与低轨精密轨道和钟差估计方法，快速确定GNSS精密轨道、GNSS卫星钟差、伪距与相位偏差以及低轨卫星精密轨道、低轨卫星钟差信息、伪距与相位偏差信息。该过程的具体方式可参见申请号为202310027576的中国专利“一种基于天地联合观测资源的实时高精度PNT服务方法”。
步骤(4)中，构建GNSS与低轨卫星精密轨道、钟差以及伪距与相位偏差参数的虚拟观测方程，具体如下：
其中，和/>分别为实时估计获得的GNSS与低轨卫星的三维位置矢量的虚拟观测量、GNSS与低轨卫星的卫星钟差的虚拟观测量、GNSS卫星与低轨卫星的伪距偏差的虚拟观测量和GNSS卫星与低轨卫星的相位偏差虚拟观测量值，/>和分别为GNSS与低轨卫星的三维位置矢量偏差参数、GNSS与低轨卫星的卫星钟差参数、GNSS卫星与低轨卫星的伪距偏差参数和GNSS卫星与低轨卫星的相位偏差参数。
基于稀疏地基跟踪站GNSS观测数据以及稀疏地基跟踪站的低轨卫星观测数据，联合上述虚拟观测方程，采用伪距载波相位的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程快速估计空间电离层延迟和对流层延迟信息，所采用伪距载波相位的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程如下：
其中，和/>分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距和载波相位测量值，/>和/>分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距噪声和载波相位噪声，/>代表地面跟踪站与第i个GNSS卫星或低轨卫星间的几何距离，Ii和γf分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星对应的基准频率的电离层延迟和比例系数，Ti和Mel分别代表对流层延迟和投影函数，δti和δt分别代表第i个GNSS卫星或低轨卫星的卫星钟差和地面跟踪站的接收机钟差，λf和/>分别代表载波相位波长和第i个GNSS卫星或低轨卫星的载波相位整数模糊度，/>代表第i个GNSS或低轨卫星f频率的伪距码相位偏差，/>和/>分别代表地面跟踪站观测的第i个GNSS或低轨卫星f频率的伪距多径和载波多径，C为光的传播速度，/>代表载波相位的整数相位偏差，包含GNSS卫星或低轨卫星相位偏差/>和接收机相位偏差Fcsb,f，其表达式为：
基于伪距载波相位的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程，联合GNSS与低轨卫星精密轨道、钟差以及伪距与相位偏差参数的虚拟观测方程，快速估计电离层延迟Ii与对流层延迟Ti等空间大气延迟信息。其实施过程需要得注意的是：针对方程估计的参数过多而导致方程秩亏问题，需要对虚拟观测方程中所有待估计参数均附加严格的强约束条件；针对电离层延迟Ii与对流层延迟Ti参数历元间变化状态估计，采用随机游走过程进行模拟；针对接收机钟差与载波相位模糊度、对流层延迟等参数存在相关问题，将主监测站的接收机钟差设定为先验的已知量，无须在方程中进行估计。
基于上述估计的电离层Ii与对流层延迟Ti信息，针对PPP-RTK高精度服务区域，采用多项式函数拟合的方式，构建电离层与对流层的区域化的精细误差补偿模型。
步骤(5)的具体方式为：
针对具备GNSS数据与低轨卫星观测的每个稀疏地基跟踪站，下面以地基跟踪站k为例，采用如下公式估计伪距验前残差与载波相位验前残差/>
通过对伪距的验前残差载波相位的验前残差/>分别进行观测质量检验，识别潜在观测异常卫星并进行标识，其方法如下：
若则标识为正常；
若则标识为潜在观测异常；
若则标识为正常；
若则标识为潜在观测异常；
其中：
其中，θ为地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星的高度角，μρ,f和分别为地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距和载波相位的验后残差阈值，/>为地面跟踪站所观测的所有GNSS卫星或低轨卫星f频率的中值滤波，Median表示中值滤波。
基于上述标识的潜在观测异常的卫星，基于所有地基跟踪站再次进行确认性的判断，判断准则为：当所有地基跟踪站均探测该卫星存在异常，则判定该卫星异常并标识该卫星存在故障，否则判定为该潜在的观测异常的卫星为野值并进行剔除。
针对上述判别为观测正常的伪距和载波相位验前残差，采用如下公式计算伪距标准差信息Sρ,f和载波相位的标准差信息Sρ,f：
其中，k和M分别为地基跟踪站标识和总数量。
步骤(6)的具体方式为：
地面用户实时接收GNSS卫星信号与低轨卫星信号，基于自身跟踪测量获取的GNSS与低轨卫星伪距与载波相位观测数据，基于下述方程扣除已经GNSS与低轨卫星精密轨道、钟差信息、相位偏差、码偏差信息、空间电离层与对流层延迟信息：
基于上述误差修正的伪距与载波相位观测值/>采用如下测量方程估计用户站坐标信息xr：
令Sρ,fsin(θ)与分别为上述测量方程/>和/>的先验权，采用GNSS与低轨融合的PPP-RTK模糊度固定方法，快速确定其位置及其置信区间。
本发明在充分考虑低轨卫星快速空间结构变化突出优势与天基低轨卫星具备星载高精度数据的基础上，提出一种具备实时高效处理、轻量化运维与管理的天地协同PPP-RTK高精度服务方法，该方法在超快速轨道的动力学平滑轨道时间衰减虚拟观测方程约束条件下，基于低轨卫星与稀疏地基跟踪站联合快速估计精密轨道、钟差等信息，然后，设计基于先验估计的轨道、钟差等信息作为虚拟观测数据，利用稀疏的GNSS与低轨卫星观测量快速估计对流层与电离层空间延迟信息并实现完好性评估的方案，基于此可为网络用户节点提供高效经济、稳定可靠高精度服务能力。
总之，本发明解决传统高精度服务方法严重依赖数量庞大且要求均匀分布地基跟踪站、系统服务运维与管理成本居高不下以及地基节点受到地震等自然灾害破坏时的高精度服务存在潜在降效风险等问题，可满足稀疏地基跟踪站部署、实时高效处理、轻量化运维与管理等条件下不同用户高效经济、稳定可靠高精度服务，可满足智能驾驶、无人航空等高可靠、高完好性条件下的高精度时空服务需求。

Claims (6)

1.一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对GNSS卫星和低轨卫星的卫星位置进行异常判别，获取的先验的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量；
(2)构建GNSS与低轨卫星先验轨道时间衰减虚拟观测方程，作为条件约束方程；
(3)以稀疏地基跟踪站的GNSS观测数据以及骨干节点的低轨卫星的星载观测数据为基础，在条件约束方程的支撑下，通过估计方法得到GNSS精密轨道、GNSS卫星钟差、GNSS伪距与相位偏差，以及低轨卫星精密轨道、低轨卫星钟差、低轨卫星伪距与相位偏差；
(4)针对GNSS与低轨卫星的精密轨道、钟差以及伪距与相位偏差参数，构建虚拟观测方程；基于稀疏地基跟踪站的GNSS观测数据以及稀疏地基跟踪站的低轨卫星观测数据，联合虚拟观测方程，采用伪距载波相位测量的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程，估计空间电离层延迟和对流层延迟信息，然后基于多项式拟合函数构建电离层与对流层的区域化的精细误差补偿模型；
(5)基于稀疏地基跟踪站的GNSS数据和低轨卫星观测数据，构建基于多站验后残差的GNSS与低轨增强信息质量评价方程与完好性判别准则，评估GNSS与低轨融合定位服务的质量水平；
(6)地面用户实时接收GNSS卫星信号与低轨卫星信号，基于自身跟踪测量获取的GNSS与低轨卫星伪距与载波相位观测数据，依据GNSS与低轨卫星的精密轨道、钟差信息以及空间延迟信息、完好性评估信息，采用GNSS与低轨融合的PPP-RTK模糊度固定方法，确定地面用户的位置及置信区间。
2.根据权利要求1所述的一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，其特征在于，步骤(1)的具体方式为：
若则判别为正常，此时，/>
若则判别为异常，此时，/>
其中：
上面各式中，为GNSS卫星与低轨卫星的超快速轨道动力学平滑轨道获取的ti时刻轨道的状态矢量，包含ti时刻GNSS卫星与低轨卫星的卫星三维位置矢量/>速度矢量/>以及动力学模型参数/> 为ti-1时刻实时估计获取的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量为基于前一时刻GNSS卫星与低轨卫星的实时卫星轨道外推获得的当前时刻ti的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，/>为异常判别后获取的ti时刻先验的GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，Ψ(ti,t0)为t0时刻到ti时刻的状态转移矩阵，Φ(ti,ti-1)为ti-1时刻到ti时刻的状态转移矩阵。
3.根据权利要求2所述的一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，其特征在于，步骤(2)构建的GNSS与低轨卫星先验轨道时间衰减虚拟观测方程为：
其中，为GNSS卫星与低轨卫星的三维位置矢量，/>为/>的先验方差信息，a、b、k和T分别为时间衰减协方差函数的常数项、指数系数项、时间松弛系数以及超快速轨道弧段时长。
4.根据权利要求1所述的一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，其特征在于，步骤(4)的具体方式为：
(401)构建GNSS与低轨卫星精密轨道、钟差以及伪距与相位偏差参数的虚拟观测方程：
其中，和/>分别为实时估计获得的GNSS与低轨卫星的三维位置矢量的虚拟观测量、GNSS与低轨卫星的卫星钟差的虚拟观测量、GNSS卫星与低轨卫星的伪距偏差的虚拟观测量和GNSS卫星与低轨卫星的相位偏差虚拟观测量值，/>和/>分别为GNSS与低轨卫星的三维位置矢量偏差参数、GNSS与低轨卫星的卫星钟差参数、GNSS卫星与低轨卫星的伪距偏差参数和GNSS卫星与低轨卫星的相位偏差参数；
(402)基于稀疏地基跟踪站的GNSS观测数据以及稀疏地基跟踪站的低轨卫星观测数据，联合虚拟观测方程，采用伪距载波相位的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程快速估计空间电离层延迟和对流层延迟信息；所述伪距载波相位的非差非组合PPP-RTK空间大气延迟误差估计方程如下：
其中，和/>分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距和载波相位测量值，/>和/>分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距噪声和载波相位噪声，/>代表地面跟踪站与第i个GNSS卫星或低轨卫星间的几何距离，Ii和γf分别代表地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星对应的基准频率的电离层延迟和比例系数，Ti和Mel分别代表对流层延迟和投影函数，δti和δt分别代表第i个GNSS卫星或低轨卫星的卫星钟差和地面跟踪站的接收机钟差，λf和/>分别代表载波相位波长和第i个GNSS卫星或低轨卫星的载波相位整数模糊度，/>代表第i个GNSS或低轨卫星f频率的伪距码相位偏差，/>和/>分别代表地面跟踪站观测的第i个GNSS或低轨卫星f频率的伪距多径和载波多径，C为光的传播速度，/>代表载波相位的整数相位偏差，包含GNSS卫星或低轨卫星相位偏差/>和接收机相位偏差Fcsb,f，其表达式为：
(403)基于上述估计的电离层Ii与对流层延迟Ti信息，针对PPP-RTK高精度服务区域，采用多项式函数拟合的方式，构建电离层与对流层的区域化的精细误差补偿模型。
5.根据权利要求1所述的一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，其特征在于，步骤(5)的具体方式为：
(501)对于任一具备GNSS数据与低轨卫星观测的稀疏地基跟踪站k，采用如下公式估计伪距验前残差与载波相位验前残差/>
(502)通过对伪距的验前残差载波相位的验前残差/>分别进行观测质量检验，识别潜在观测异常卫星并进行标识，具体来说：
若则标识为正常；
若则标识为潜在观测异常；
若则标识为正常；
若则标识为潜在观测异常；
其中：
上面各式中，θ为地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星的高度角，μρ,f和分别为地面跟踪站所观测的第i个GNSS卫星或低轨卫星f频率的伪距和载波相位的验后残差阈值，/>为地面跟踪站所观测的所有GNSS卫星或低轨卫星f频率的中值滤波，Median表示中值滤波；
(503)对于潜在观测异常的卫星，基于所有地基跟踪站再次进行确认性的判断，判断准则为：当所有地基跟踪站均探测该卫星存在异常，则判定该卫星异常并标识该卫星存在故障，否则判定为该潜在观测异常的卫星为野值并进行剔除；
(504)经过步骤(503)后，对于最终判别为正常的伪距和载波相位验前残差，采用如下公式计算伪距标准差信息Sρ,f和载波相位的标准差信息Sρ,f：
其中，k和M分别为地基跟踪站标识和总数量。
6.根据权利要求1所述的一种基于稀疏地基节点的北斗低轨PPP-RTK高精度服务方法，其特征在于，步骤(6)的具体方式为：
(601)地面用户实时接收GNSS卫星信号与低轨卫星信号，基于自身跟踪测量获取的GNSS与低轨卫星伪距与载波相位观测数据，基于下述公式扣除已知的GNSS卫星与低轨卫星的精密轨道、钟差信息、相位偏差、码偏差信息、空间电离层与对流层延迟信息：
(602)基于上述误差修正的伪距与载波相位观测值/>采用如下测量方程估计用户站坐标信息xr：
(603)令Sρ,fsin(θ)与分别为上述测量方程/>和/>的先验权，采用GNSS与低轨融合的PPP-RTK模糊度固定方法，快速确定其位置及其置信区间。
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