CN117607906B - 基于北斗/uwb云端数据处理的快速静态测量放样系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，涉及静态测量放样系统技术领域，该系统包括通信控制模块、GNSS/UWB融合定位模块、基站定位模块、外部连接模块和显示控制模块。GNSS/UWB融合定位模块包括GNSS基准站、UWB基准站、UWB/RTK测量终端、云端GNSS数据处理单元。GNSS基准站与UWB基准站实时传输数据至GNSS云端，GNSS云端数据处理实时处理GNSS与UWB融合数据，实现快速静态测量功能。基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统可以实现快速静态毫米级定位，提高放样的效率与可靠性。
Description
技术领域
本发明属于静态测量放样系统技术领域，具体涉及一种基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统。
背景技术
随着我国北斗三号系统组网完成，北斗系统在各个行业都得到了广泛应用，尤其是在工程测量放样领域，基于北斗的精密定位技术可以获得厘米级的定位精度，提高了放样的效率。
国内在此技术方面已经开展了较多的研究，取得了一些技术突破，研制了实验软件，但相比于国外以及实际应用需求来说，还有许多不足：
在桥梁、道路等施工放样场景，放样的精度要求毫米级的精度，由于作业环境等影响，北斗相对定位技术定位精度显著降低，尤其是高程方向。
发明内容
本发明的目的在于提供基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，用于解决现有技术中放样精度不高和可靠性较低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，该系统包括通信控制模块、GNSS/UWB融合定位模块、基站定位模块、外部连接模块和显示控制模块；
通信控制模块用于系统与外部通信和数据交互，包括4G等模块通信控制、数据下载与上传、远程配置功能，该模块与其他模块之间建立通信通道，接收来自基站定位模块的基站位置信息，并将其传递给GNSS/UWB融合定位模块；
GNSS/UWB融合定位模块用于实现融合定位功能，确定移动终端的位置，包括GNSS基准站、UWB基准站、UWB/RTK测量终端、云端GNSS数据处理单元；
基站定位模块用于确定基站的位置信息，包括卫星位置速度计算、误差改正、单点定位数学模型的建立和单点定位卡尔曼滤波参数估计功能，该模块通过接收卫星信号和其他测量数据，计算基站的位置信息，并将其传递给GNSS/UWB融合定位模块；
外部连接模块用于连接系统与外部设备和服务，包括电脑控制、云平台服务和设备管理功能，该模块提供与电脑和云平台服务的连接，用于控制系统、管理设备和获取云端数据；
显示控制模块用于显示解算状态和发布数据，包括解算状态查看和数据发布等功能，该模块用于监视系统解算状态，接收GNSS/UWB融合定位模块的解算状态信息，并将结果数据发布给用户或其他系统。
优选地，基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统提供了GNSS/UWB融合定位模块，其中模块功能具体步骤如下：
步骤S1：云端服务器获取GNSS/UWB的原始观测数据；
步骤S2：GNSS站网数据解算；
步骤S3：线性化观测方程；
步骤S4：Kalman滤波估计；
步骤S5：整周模糊度搜索；
步骤S6：UWB测距融合提高放样精度；
步骤S7：输出解算结果信息；
步骤S8：开始下一历元处理流程。
优选地，GNSS数据包括卫星接收机代码、信号到达时间、接收机钟差和信号强度信息。
优选地，GNSS数据预处理方法，具体步骤如下：
步骤S21：接收GNSS数据，用于在后续过程中对数据进行处理；
步骤S22：通过基于多频GNSS观测值的周跳探测与修复方法，对GNSS数据进行周跳探测与修复；
步骤S23：通过顾及电离层变化的周跳探测与修复方法，对观测数据进行补充修复。
进一步地，基于多频GNSS观测值的周跳探测与修复方法具体步骤如下：
步骤S221：获取多频GNSS接收机的观测数据，包括伪距和载波相位观测值；
步骤S222：对于每颗卫星，计算不同频率间的载波相位差分值；
步骤S223：对载波相位差分进行平滑处理；
步骤S224：对平滑后的载波相位差分进行周跳探测，根据多频观测值信息，构建满足Geo-Free特性的线性组合，在满足Geo-Free特性的线性组合基础上，进行历元间差分，通过比较当前差分值与预定义阈值或差分历史数据来确定是否存在周跳；
步骤S225：如果探测到周跳，进行周跳修复；
步骤S226：重复以上步骤，对其他卫星进行周跳探测和修复。
更进一步地，在步骤S225中，周跳修复方法具体为：通过对周跳前后的载波相位差分进行插值，同时进行组合滤波，将观测值与历史数据进行联合估计，以获得更准确的载波相位修复值。
进一步地，在步骤S23中，考虑到在电离层变化较快影响较大的情况下，采用顾及电离层变化的周跳探测与修复方法，即考虑电离层变化的MW组合和电离层TEC变化率，具体步骤如下：
步骤S231：获取双频GNSS接收机的L1和L2频段的载波相位观测值；
步骤S232：计算MW组合；
其中，MW组合是一种线性组合，通过L1和L2频段的载波相位观测值消除了接收机钟差和大部分电离层延迟的影响；
MW组合的计算公式如下：
其中，MW是MW组合值，λ1和λ2是L1和L2波长。
步骤S233：估计电离层TEC变化率；
其中，电离层TEC变化率是电离层延迟的导数，可以通过MW组合值的差分来估计，计算公式如下：
ΔTEC＝(MW(t)-MW(t-1))/(λ1-λ2)
其中，ΔTEC是电离层TEC变化率，MW(t)和MW(t-1)分别是当前时刻和前一时刻的MW组合值；
步骤S234：进行周跳探测；
其中，周跳探测基于电离层TEC变化率的阈值判定，当估计的电离层TEC变化率超过预设阈值时，表示出现了周跳；
步骤S235：如果探测到周跳，进行周跳修复；
在考虑电离层变化的情况下，可以通过对MW组合值进行插值并考虑电离层TEC变化率来修复周跳；
其中，插值时可以使用估计的电离层TEC变化率进行补偿，以减小电离层引起的误差；
步骤S236：重复以上步骤，对其他卫星进行周跳探测和修复。
优选地，提供了建立GNSS/UWB融合定位数学模型的方法；
进一步地，根据BDS/GPS系统双差，建立GNSS/UWB融合定位的函数模型。
进一步地，GNSS/UWB融合定位数学模型包括函数模型和随机模型。
进一步地，根据BDS/GPS双差建立GNSS/UWB融合定位函数模型可以表示为：
Δρ＝(ρ1_BDS-ρ1_GPS)-(ρ2_BDS-ρ2_GPS)＝Δξ+ΔN+Δε
其中，Δρ是接收机之间的双差观测量的几何距离差，ρ1_BDS和ρ1_GPS分别是两个接收机在BDS和GPS系统中接收到的卫星信号的几何距离，ρ2_BDS和ρ2_GPS分别是另外两个接收机在BDS和GPS系统中接收到的卫星信号的几何距离，Δξ是相对位置的三维坐标差，ΔN是整周模糊度的差，Δε是误差项，包括钟差、轨道误差、电离层延迟、对流层延迟等。
进一步地，根据BDS/GPS双差建立GNSS/UWB融合定位随机模型的具体步骤如下：
步骤S31：建立观测值权阵；
步骤S32：建立卫星观测值权阵；
步骤S33：建立观测值协方差阵。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、GNSS数据预处理有助于提高相对定位的准确性，通过对原始数据进行滤波、去除异常值和噪声等处理，可以提高数据的质量，减少误差对定位结果的影响，从而提高相对定位的精度和稳定性。
2、通过建立双差相对定位数学模型，可以消除大部分系统误差和环境误差的影响，从而提高相对定位的精度，该模型考虑了卫星和接收机的误差变化，并通过差分处理消除了共同误差，使得定位结果更加准确。
3、卡尔曼滤波算法进行实数求解可以根据历史数据和观测值来估计系统的状态，并提供最优的状态估计结果，在相对定位中，双差卡尔曼滤波可以估计移动终端的位置参数，并对定位结果进行优化和平滑处理，提高定位的准确性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出了本发明的基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统功能模块图；
图2示出了本发明的基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统GNSS/UWB融合定位模块功能流程图；
图3示出了本发明的基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统快速静态解算模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参阅图1所示，本发明实施例提供一种基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，该系统包括通信控制模块、GNSS/UWB融合定位模块、基站定位模块、外部连接模块和显示控制模块。
通信控制模块用于系统与外部通信和数据交互，包括4G等模块通信控制、数据下载与上传、远程配置功能，该模块与其他模块之间建立通信通道，接收来自基站定位模块的基站位置信息，并将其传递给GNSS/UWB融合定位模块。
GNSS/UWB融合定位模块用于实现融合定位功能，确定移动终端的位置，包括GNSS基准站、UWB基准站、UWB/RTK测量终端、云端GNSS数据处理单元。
基站定位模块用于确定基站的位置信息，包括卫星位置速度计算、误差改正、单点定位数学模型的建立和单点定位卡尔曼滤波参数估计功能，该模块通过接收卫星信号和其他测量数据，计算基站的位置信息，并将其传递给GNSS/UWB融合定位模块。
外部连接模块用于连接系统与外部设备和服务，包括电脑控制、云平台服务和设备管理功能，该模块提供与电脑和云平台服务的连接，用于控制系统、管理设备和获取云端数据。
显示控制模块用于显示解算状态和发布数据，包括解算状态查看和数据发布等功能，该模块用于监视系统解算状态，接收GNSS/UWB融合定位模块的解算状态信息，并将结果数据发布给用户或其他系统。
本实施例的有益效果有，该基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统通过通信控制模块、GNSS/UWB融合定位模块、基站定位模块、外部连接模块和显示控制模块的功能，具有高效的通信和数据交互、高精度的相对定位、确定基站位置信息、连接外部设备和服务以及解算状态的显示和数据发布。
实施例2
参阅图2所示，本实施例提供了GNSS/UWB融合定位模块，模块功能具体步骤如下：
步骤S1：云端服务器获取GNSS/UWB的原始观测数据。
参阅图3所示，GNSS基站、流动站实时输出的RTCM格式的GNSS观测数据至服务器，流动站同时输出UWB测距数据至服务器。
步骤S2：GNSS站网数据解算。
接收的基准站(B、C)观测数据分别与流动站模块(A)接收数据形成双差观测方程为：
式中，为A、B接收机的双差伪距观测值，/>表示以米为单位的A、B接收机的双差载波相位观测值，/>为A、B接收机到卫星的双差距离，λg为载波波长./>为第一频段载波的A、B接收机双差电离层延迟，/>为A、B接收机双差对流层延迟，为/>载波的双差整周模糊度值，/>表示双差伪距的观测噪声，/>表示双差载波相位的观测噪声。/>为A、C接收机的双差伪距观测值./>表示以米为单位的A、C接收机的双差载波相位观测值./>为A、C接收机到卫星的双差距离，λg为载波波长，/>为第一频段载波的A、C接收机双差电离层延迟，/>为A、C接收机双差对流层延迟，/>为/>载波的双差模糊度值，/>表示双差伪距的观测噪声，/>表示双差载波相位的观测噪声。
由于两个天线距离很近，此时大气误差影响可以忽略，则原方程可以表示为：
步骤S3：线性化观测方程。
公式(2)为非线性观测方程，为了解算相对基线分量，需要进行线性化处理，采用泰勒展开线性化(3)(4)式可得：
式中：
式中为B接收机方向余玄，ΔxB，ΔyB，ΔzB为B接收机代估参数，为卫星k，j到B天线近似距离，式中/>为C接收机方向余玄，ΔxC，ΔyC，ΔzC为C接收机代估参数，/>为卫星k，j到C天线近似距离，/>为卫星k，j到A天线距离，A天线坐标可由单点定位获得。
步骤S4：Kalman滤波估计。
Kalman滤波状态方程与过程方程如下：
估计的参数主要包含六个位置参数、双差载波相位的模糊度：
观测值的系数矩阵为：
采用Kalman滤波估计对应的待估参数，其过程为：
式中yk为伪距与载波相位观测值，Ak为观测值的系数矩阵，为k-1历元的状态向量，/>为预测的状态向量，/>为当前k历元的状态向量，Kk为增益矩阵。
步骤S5：整周模糊度搜索。
采用KALMAN技术，计算模糊度浮点解及其方差协方差阵此时采用约束LAMBDA方法解算模糊度，获得模糊度的固定解。
式中z为整数模糊度候选矢量，为最优模糊度解算结果。
对于每组模糊度值，更新基线向量：
式中为基线向量与模糊度的协方差，/>为浮点解基线向量，/>为固定解基线向量。
由及基站坐标，可以实时获得手机的位置/>
步骤六：UWB测距融合提高放样精度。
UWB测距可以实时获得流动站与UWB基站的距离信息，由于UWB基站的坐标已知，流动站的坐标初始值由GNSS静态解算获得，此时观测方程如下：
式中：Pi为UWB流动站与基站i的测量距离，(xi，yi，zi)为UWB基站的坐标。
此时，采用Kalman滤波估计流动站位置。
Kalman滤波状态方程与过程方程如下：
xk＝Hkxk-1+Wk-1
yk＝Akxk+vk
估计的参数主要包含三个位置参数及接收机钟差：
x＝[Δx Δy Δz]
观测值的系数矩阵Ak为第k个历元的观测系数矩阵，yk为第k个历元的观测值减去近似值z向量；Hk为状态转移矩阵，可默认为单位矩阵E。
采用Kalman滤波估计对应的待估参数，其过程为：
为k-1历元的状态向量，/>为预测的状态向量，/>为当前k历元的状态向量，Kk为增益矩阵。
步骤S7：输出解算结果信息。
步骤S8：开始下一历元处理流程。
本实施例的有益效果有，该基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统具有高效的通信和数据交互、高精度的相对定位、确定基站位置信息、连接外部设备和服务以及解算状态的显示和数据发布等有益效果。这些效果共同提高了测量放样的精度、效率和便捷性。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上，还提供了GNSS数据预处理方法，具体步骤如下：
步骤S21：接收GNSS数据，用于在后续过程中对数据进行处理。
步骤S22：通过基于多频GNSS观测值的周跳探测与修复方法，对GNSS数据进行周跳探测与修复。
其中，周跳指由于信号传播过程中的多路径效应、大气延迟，接收机观测值可能会出现突变，周跳对后续数据处理和定位精度产生不良影响，因此需要进行周跳探测与修复。
步骤S23：通过顾及电离层变化的周跳探测与修复方法，对观测数据进行补充修复。
作为一种可能的实施方式，在步骤S22中，基于多频GNSS观测值的周跳探测与修复方法具体步骤如下：
步骤S221：获取多频GNSS接收机的观测数据，包括伪距和载波相位观测值。
步骤S222：对于每颗卫星，计算不同频率间的载波相位差分值。
例如，对于双频接收机，可以计算L1和L2频段的载波相位差分。
步骤S223：对载波相位差分进行平滑处理。
例如使用移动平均或卡尔曼滤波等方法，以减小噪声和突变的影响。
步骤S224：对平滑后的载波相位差分进行周跳探测，根据多频观测值信息，构建满足Geo-Free特性的线性组合，在满足Geo-Free特性的线性组合基础上，进行历元间差分，通过比较当前差分值与预定义阈值或差分历史数据来确定是否存在周跳。
这样的线性组合可以降低组合噪声水平和电离层误差放大因子。
步骤S225：如果探测到周跳，进行周跳修复。
其中，周跳修复方法具体为：通过对周跳前后的载波相位差分进行插值，同时进行组合滤波，将观测值与历史数据进行联合估计，以获得更准确的载波相位修复值。
步骤S226：重复以上步骤，对其他卫星进行周跳探测和修复。
作为一种可能的实施方式，在步骤S23中，考虑到在电离层变化较快影响较大的情况下，采用顾及电离层变化的周跳探测与修复方法，即考虑电离层变化的MW组合和电离层TEC变化率，具体步骤如下：
步骤S231：获取双频GNSS接收机的L1和L2频段的载波相位观测值。
步骤S232：计算MW组合。
其中，MW组合是一种线性组合，通过L1和L2频段的载波相位观测值消除了接收机钟差和大部分电离层延迟的影响。
MW组合的计算公式如下：
其中，MW是MW组合值，λ1和λ2是L1和L2波长。
步骤S233：估计电离层TEC变化率。
其中，电离层TEC变化率是电离层延迟的导数，可以通过MW组合值的差分来估计，计算公式如下：
ΔTEC＝(MW(t)-MW(t-1))/(λ1-λ2)
其中，ΔTEC是电离层TEC变化率，MW(t)和MW(t-1)分别是当前时刻和前一时刻的MW组合值。
步骤S234：进行周跳探测。
其中，周跳探测基于电离层TEC变化率的阈值判定，当估计的电离层TEC变化率超过预设阈值时，表示出现了周跳。
步骤S235：如果探测到周跳，进行周跳修复。
在考虑电离层变化的情况下，可以通过对MW组合值进行插值并考虑电离层TEC变化率来修复周跳。
其中，插值时可以使用估计的电离层TEC变化率进行补偿，以减小电离层引起的误差。
步骤S236：重复以上步骤，对其他卫星进行周跳探测和修复。
本实施例的有益效果有，基于多频GNSS观测值的周跳探测与修复方法和顾及电离层变化的周跳探测与修复方法通过提高周跳探测与修复的准确性、提升定位精度、考虑电离层变化以及提高数据完整性等方面的效果，进一步提高了测量放样系统的性能和可靠性。
实施例4
本实施例在实施例2的基础上，还提供了建立GNSS/UWB融合定位数学模型的方法。
考虑到BDS、GPS系统在时间系统、坐标系统上并不完全相同，首先要从理论上分析时空基准差异对相对定位的影响，并在此基础将不同时空基准定义下的多频多系统卫星观测值统一到相同的时空参考下，因此，根据BDS/GPS系统双差，建立GNSS/UWB融合定位的函数模型。
其中，GNSS/UWB融合定位数学模型包括函数模型和随机模型。
作为一种可能的实施方式，根据BDS/GPS双差建立GNSS/UWB融合定位函数模型可以表示为：
Δρ＝(ρ1_BDS-ρ1_GPS)-(ρ2_BDS-ρ2_GPS)＝Δξ+ΔN+Δε
其中，Δρ是接收机之间的双差观测量的几何距离差，ρ1_BDS和ρ1_GPS分别是两个接收机在BDS和GPS系统中接收到的卫星信号的几何距离，ρ2_BDS和ρ2_GPS分别是另外两个接收机在BDS和GPS系统中接收到的卫星信号的几何距离，Δξ是相对位置的三维坐标差，ΔN是整周模糊度的差，Δε是误差项，包括钟差、轨道误差、电离层延迟、对流层延迟等。
在函数模型中，通过相减不同频率的观测值，可以消除掉与频率无关的误差项，例如卫星钟差和接收机钟差。而频率相关的误差项则体现在Δε中，可以通过统计分析、建立模型或使用历史数据进行估计。
对于多路径效应，利用多频观测值之间的差分来消除多路径效应的影响。
电离层延迟是另一个频率相关的误差项。电离层延迟与频率有关，不同频率的信号会在电离层中传播速度不同，从而引起观测值的偏差。为了校正电离层延迟，利用多频观测值之间的差分来估计电离层延迟的参数，并进行相应的校正。
另一方面，来自不同系统观测数据的误差特性并不一样，而且北斗系统不同卫星观测数据的误差特性也不一样，因此要想准确求解整周模糊度并获得高精度的定位结果，就必须为来自不同系统、不同类型卫星的不同类型观测值建立准确合理的随机模型，要考虑不同系统间、不同类型卫星的观测值的相对权重，否则不仅会降低待估参数的精度和可靠性，同时还会影响处理结果的精度评价和质量控制。
作为一种可能的实施方式，根据BDS/GPS双差建立GNSS/UWB融合定位随机模型的具体步骤如下：
步骤S31：建立观测值权阵。
由于BDS和GPS系统具有不同的性能和误差特性，需要考虑不同系统的观测值的相对权重，可以根据先验知识或实验数据来确定不同系统观测值的权重。
例如，可以通过对历史数据的分析或使用GNSS模拟软件来估计BDS和GPS系统观测值的精度，并据此分配权重，较高精度的系统观测值可以赋予较高的权重，以更强调其在相对定位中的作用。
步骤S32：建立卫星观测值权阵。
在考虑BDS/GPS双差的情况下，还需要考虑不同类型卫星观测值的误差特性。不同类型的卫星，例如导航卫星和地球静止卫星，在精度和可靠性上可能存在差异。
根据卫星的性能指标、历史数据或模拟分析来估计不同类型卫星观测值的精度，并相应地分配权重，较高精度的卫星观测值可以赋予较高的权重，以更加准确地反映其在相对定位中的作用。
步骤S33：建立观测值协方差阵。
协方差阵描述了观测值之间的相关性，在BDS/GPS双差的情况下，通过对历史数据的分析或模拟分析来估计观测值之间的协方差。
协方差阵的估计考虑多个因素，如卫星几何、大气条件、接收机特性等，通过统计分析、模拟方法或经验模型来建立。
本实施例的有益效果有，通过建立GNSS/UWB融合定位数学模型，可以充分考虑时空基准差异、统一多频多系统观测值、校正误差项、消除多路径效应，并建立观测值权阵和协方差阵，从而提高相对定位的精度、一致性和可靠性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，其特征在于，该系统包括通信控制模块、GNSS/UWB融合定位模块、基准站定位模块、外部连接模块和显示控制模块；
通信控制模块用于系统与外部通信和数据交互，包括4G模块通信控制、数据下载与上传、远程配置功能；
GNSS/UWB融合定位模块用于实现融合定位功能，确定流动站的位置，包括GNSS基准站、UWB基准站、UWB/RTK测量终端、云端GNSS数据处理单元；
基准站定位模块用于确定GNSS基准站与UWB基准站的位置信息，包括卫星位置速度计算、误差改正、单点定位数学模型的建立和单点定位卡尔曼滤波参数估计功能；
外部连接模块用于连接系统与外部设备和服务，包括电脑控制、云平台服务和设备管理功能；
显示控制模块用于显示解算状态和发布数据，包括解算状态查看和数据发布功能；
包括GNSS/UWB融合定位模块，模块功能具体步骤如下：
步骤S1：云端服务器获取GNSS/UWB的原始观测数据；
GNSS基准站、流动站实时输出的RTCM格式的GNSS观测数据至服务器，流动站同时输出UWB测距数据至服务器；
步骤S2：GNSS站网数据解算；
接收的基准站B、C观测数据分别与流动站模块A接收数据形成双差观测方程为：
式中,为A、B接收机的双差伪距观测值,/>表示以米为单位的A、B接收机的双差载波相位观测值，/>为A、B接收机到卫星的双差距离，λg为载波波长,/>为第一频段载波的A、B接收机双差电离层延迟,/>为A、B接收机双差对流层延迟，/>为/>载波的载波相位模糊度,/>表示双差伪距的观测噪声,/>表示双差载波相位的观测噪声；/>为A、C接收机的双差伪距观测值,/>表示以米为单位的A、C接收机的双差载波相位观测值，/>为A、C接收机到卫星的双差距离，λg为载波波长,为第一频段载波的A、C接收机双差电离层延迟,/>为A、C接收机双差对流层延迟，/>为/>载波相位模糊度,/>表示双差伪距的观测噪声,/>表示双差载波相位的观测噪声；
由于两个天线距离很近，此时大气误差影响可以忽略，则原方程可以表示为：
步骤S3：线性化观测方程；
上述为非线性观测方程，为了解算相对基线分量，需要进行线性化处理，采用泰勒展开线性化可得：
式中：
式中为B接收机方向余玄，ΔxB，ΔyB，ΔzB为B接收机代估参数，为卫星k，j到B天线近似距离，式中/>为C接收机方向余玄，ΔxC，ΔyC，ΔzC为C接收机代估参数，/>为卫星k，j到C天线近似距离，/>为卫星k，j到A天线距离，A天线坐标可由单点定位获得；
步骤S4：Kalman滤波估计；
Kalman滤波状态方程与过程方程如下：
估计的参数主要包含六个位置参数、双差载波相位的模糊度：
观测值的系数矩阵为：
采用Kalman滤波估计对应的待估参数，其过程为：
式中yk为第k个历元的观测值，Ak为观测值的系数矩阵，为k-1历元的状态向量，/>为当前k历元的状态向量，Kk为增益矩阵；
步骤S5：整周模糊度搜索；
采用KALMAN技术，计算模糊度浮点解及其方差协方差阵此时采用约束LAMBDA方法解算模糊度，获得模糊度的固定解；
式中z为整数模糊度候选矢量，为最优模糊度解算结果；
对于每组模糊度值，更新基线向量：
式中为基线向量与模糊度的协方差，/>为浮点解基线向量，/>为固定解基线向量；
由及GNSS基准站与UWB基准站坐标，可以实时获得流动站的位置/>
步骤S6：UWB测距融合提高放样精度；
UWB测距可以实时获得流动站与UWB基准站的距离信息，由于UWB基准站的坐标已知，流动站的坐标初始值由GNSS静态解算获得，此时观测方程如下：
式中：Pi为UWB流动站与基准站i的测量距离，(xi，yi，zi)为UWB基准站的坐标；
此时，采用Kalman滤波估计流动站位置；
Kalman滤波状态方程与过程方程如下：
估计的参数主要包含三个位置参数：
x＝[Δx Δy Δz]；
观测值的系数矩阵Ak为第k个历元的观测系数矩阵,yk为第k个历元的观测值；Hk为状态转移矩阵，可默认为单位矩阵E；
采用Kalman滤波估计对应的待估参数，其过程为：
为k-1历元的状态向量，/>为当前k历元的状态向量，Kk为增益矩阵；
步骤S7：输出解算结果信息；
步骤S8：开始下一历元处理流程。
2.根据权利要求1所述的基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，其特征在于，包括GNSS/UWB融合定位模块，其中GNSS数据预处理方法具体步骤如下：
步骤S21：接收GNSS数据，用于在后续过程中对数据进行处理；
步骤S22：通过基于多频GNSS观测值的周跳探测与修复方法，对GNSS数据进行周跳探测与修复；
步骤S23：通过顾及电离层变化的周跳探测与修复方法，对观测数据进行补充修复。
3.根据权利要求1所述的基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，其特征在于，包括GNSS/UWB融合定位模块，其中基于多频GNSS观测值的周跳探测与修复方法具体步骤如下：
步骤S221：获取多频GNSS接收机的观测数据，包括伪距和载波相位观测值；
步骤S222：对于每颗卫星，计算不同频率间的载波相位差分值；
步骤S223：对载波相位差分进行平滑处理；
步骤S224：对平滑后的载波相位差分进行周跳探测，根据多频观测值信息，构建满足Geo-Free特性的线性组合，在满足Geo-Free特性的线性组合基础上，进行历元间差分，通过比较当前差分值与预定义阈值或差分历史数据来确定是否存在周跳；
步骤S225：如果探测到周跳，进行周跳修复；
步骤S226：重复以上步骤，对其他卫星进行周跳探测和修复；
周跳修复方法具体为：通过对周跳前后的载波相位差分进行插值，同时进行组合滤波，将观测值与历史数据进行联合估计，以获得更准确的载波相位修复值。
4.根据权利要求1所述的基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，其特征在于，包括GNSS/UWB融合定位模块，其中考虑电离层变化的MW组合和电离层TEC变化率，具体步骤如下：
步骤S231：获取双频GNSS接收机的L1和L2频段的载波相位观测值；
步骤S232：计算MW组合；
步骤S233：估计电离层TEC变化率；
步骤S234：进行周跳探测；
步骤S235：如果探测到周跳，进行周跳修复；
步骤S236：重复以上步骤，对其他卫星进行周跳探测和修复；
所述MW组合的计算公式如下：
其中，MW是MW组合值，λ1和λ2是L1和L2波长；
所述电离层TEC变化率计算公式如下：
ΔTEC＝(MW(t)-MW(t-1))/(λ1-λ2)；
其中，ΔTEC是电离层TEC变化率，MW(t)和MW(t-1)分别是当前时刻和前一时刻的MW组合值；
周跳探测方法基于电离层TEC变化率的阈值判定，当估计的电离层TEC变化率超过预设阈值时，表示出现了周跳；
周跳修复方法具体为：对MW组合值进行插值并考虑电离层TEC变化率来修复周跳，插值时使用估计的电离层TEC变化率进行补偿，以减小电离层引起的误差。
5.根据权利要求1所述的基于北斗/UWB云端数据处理的快速静态测量放样系统，其特征在于，包括GNSS/UWB融合定位模块，其中包括建立GNSS/UWB融合定位数学模型；
所述的GNSS/UWB融合定位数学模型包括函数模型和随机模型；
所述的函数模型可以表示为：
Δρ＝(ρ1_BDS-ρ1_GPS)-(ρ2_BDS-ρ2_GPS)＝Δξ+ΔN+Δε；
其中，Δρ是接收机之间的双差观测量的几何距离差，ρ1_BDS和ρ1_GPS分别是两个接收机在BDS和GPS系统中接收到的卫星信号的几何距离，ρ2_BDS和ρ2_GPS分别是另外两个接收机在BDS和GPS系统中接收到的卫星信号的几何距离，Δξ是相对位置的三维坐标差，ΔN是整周模糊度的差，Δε是误差项，包括钟差、轨道误差、电离层延迟、对流层延迟；
所述的随机模型的具体建立步骤如下：
步骤S31：建立观测值权阵；
步骤S32：建立卫星观测值权阵；
步骤S33：建立观测值协方差阵。
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