CN117705099A - 基于变参考历元tdcp/mems imu的实时动态定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法及系统，能够实现高动态载体复杂多变环境下实时、连续、可靠、高采样率的高精度定位。方法包括：步骤1，初始导航信息获取；步骤2，变参考历元确定及TDCP观测量构建；依据模糊度解算时的Ratio值和载波相位观测量组建的无几何观测量，确定各当前历元的参考历元和TDCP观测量；步骤3，基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的载体位置估计；无时延情况下：在GNSS观测历元，若为参考历元，位置估计采用变参考历元TDCP与MEMS IMU松组合滤波位置解，反之，则为滤波解辅助的RTK解；在无GNSS观测历元，则采用机械编排进行位置估计。
Description
技术领域
本发明属于高精度卫星导航定位技术领域，具体涉及基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位方法及系统。
背景技术
位置信息作为重要的导航参数之一，其在航空、航天、航海、陆地等许多领域都是十分必要的。对于户外载体而言，连续、可靠、低时延的高精度位置信息在如智能交通控制、汽车无人驾驶、飞机空中加油/全自动着陆等高速应用中扮演着重要角色。因此，研究一种连续可靠低时延的厘米级定位精度维持算法是十分必要的。
传统的载波相位时间差分TDCP观测量有两种构建方式，一种是固定首历元为参考历元的时间差分，一种是连续历元的时间差分，即当前历元的前一历元作为参考历元。文献(Traugott et al.2010)将前者称之为整体解，后者称之为累积解。实验分析结果表明，整体解在短时间内可维持参考历元位置的精度，但在首历元与位置计算历元间隔时间或基线较长时，时间相关和空间相关误差将不能被忽略而降低定位精度(Michaud and Santerre2001)。此外，定位精度也将受到首历元与当前历元共视卫星数的减少和频繁周跳发生的影响。尽管上述问题仅对累积解中的当前历元有影响，但该定位方式将存在误差累积。文献(Wang et al.2011)提出了一种TDCP累积解与RTK解联合定位的处理策略。通过将同步历元的TDCP累积解与RTK解的偏差视为累积误差，并将其线性内插到非同步历元，以实现当前历元高精度定位解算，但其是一种后处理策略，且并未考虑RTK解的可靠性。由此可知，TDCP解可以用于解决无基站信号历元的定位问题，但其定位精度受参考历元位置精度和TDCP构建方式的影响。对于参考历元位置确定而言，RTK定位方式较为常见，且其定位算法较为成熟，在开阔环境下能够实现厘米级的定位精度，然而在复杂多变环境下，RTK定位受卫星信号干扰的影响难以实现每个历元都能够固定，达到厘米级定位精度。此外，TDCP累积解存在误差累积的劣势，TDCP整体解虽然短时间内可达到与参考历元一致的定位精度，但在长时间或长基线情况下会导致定位精度下降。因此，对于实时动态定位而言，要实现复杂多变环境下实时、连续、可靠、高采样率的高定位精度的维持，尤其是对于高动态载体而言，其整体难度较大，是一个迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位方法及系统，能够实现高动态载体复杂多变环境下实时、连续、可靠、高采样率的高精度定位。
为了实现以上目的，本发明采用了以下方案：
<方法>
本发明提供基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，载体初始历元位置、姿态信息获取；
步骤2，变参考历元确定及TDCP观测量构建；
无时延情况下：
令tj表示当前的GNSS观测历元，记为当前历元，ti表示当前历元的参考历元，其中ti<tj，i为非负整数，j为正整数，且ti和tj的时间差为GNSS采样间隔tGNSS的整数倍，t0表示初始历元；
当前历元的TDCP观测量的等效距离表示为其中λ表示波长，/>表示载波相位观测量；对参考历元的双频伪距和载波相位观测数据进行实时存储；值得说明的是ti和tj的时间差不一定等于GNSS采样间隔，也可能是大于1的整数倍的采样间隔，其原因在于参考历元tj并非当前历元的前一历元，其是通过一定准则确定下来的；
参考历元确定准则基于模糊度解算时的Ratio值R和载波相位观测量组建的无几何观测量判断条件为：
1)模糊度解算时的Ratio值R(tj)大于给定阈值R0；
2)所有载波相位观测量构建的无几何观测量满足下式：
式中，表示载波相位标准差，θele表示卫星高度角；
在上述两个判断条件都满足的条件下，则将tj设定为下一个当前历元(下一个GNSS观测历元)的参考历元；
在上述两个判断条件至少一个不满足的情况下，则下一个当前历元的参考历元仍然为ti；
参考历元是变化的，采用上述准则确定参考历元保障了参考历元位置的高精度，这为后续历元计算提供高精度位置基准；当前历元与变参考历元构建TDCP观测量的方式，能够避免误差累积，同时可以一定程度上减少由于共视卫星减少而导致的精度下降；步骤3，基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的载体位置估计；
无时延情况下：
在有GNSS观测的历元，即GNSS观测历元，TDCP最小二乘解估算的位置信息表示为将该位置信息与INS机械编排得到的位置信息的差值作为滤波观测量，参与TDCP/MEMS IMU松组合的量测更新，并将滤波后的位置表示为/>由于此时能够同步获取基站和移动站的GNSS观测数据，此位置滤波解将构建三个伪观测方程与伪距和载波相位双差观测方程共同参与RTK解算；若此历元为参考历元，则该历元的位置表示为RTK获取的最优解/>否则，位置/>为当前历元的位置信息；
在无GNSS观测的历元，仅有IMU输出值，即角速率和比力信息；在最邻近GNSS观测历元位置基础上，采用INS机械编排的方式获取该历元的位置信息；
复杂场景下，上述处理过程有利于提升模糊度解算成功率，并保障了高速率和连续定位，其精度长期维持在厘米级，避免了定位不连续及位置跳变；
对有、无时延情况都适用：当前历元定位结束，下一个历元无GNSS观测时，则对无GNSS观测的历元重复上述步骤3内容获取位置信息，下一个历元有GNSS观测时，则将该GNSS观测历元设置为当前历元，重复上述步骤2～3内容进行动态定位。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法，在步骤2中，在有时延情况下，令GNSS基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；若基站数据延迟时间小于GNSS采样间隔，Δt<tGNSS，则在历元tm时，实时判断判定条件是否满足，若不满足，则历元tl仍作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，由于MEMS是实时数据处理的，若在历元tm+Δt判定历元tm为参考历元，则历元tm+Δt矫正后的位置作为INS机械编排的参考位置。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法，在步骤2中，有时延情况下，令GNSS基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；若基站数据延迟时间Δt恰好为采样间隔tGNSS的整数倍，Δt＝N*tGNSS，N为任意正整数；则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt＝tm+N*tGNSS时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为tm+N*tGNSS之后下一个当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，历元tm+N*tGNSS时的TDCP/MEMS IMU松组合的位置将利用参考历元tm的位置进行校正，并将其作为后续历元机械编排的参考位置；并且，由于当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量与历元tm设定为参考历元的判定是同时进行的，故当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量时即使tm被设定为参考历元，计算其TDCP观测量的等效距离时，仍采用前一个参考历元或第二邻近参考历元tl作为计算用参考历元，/>若延迟时间Δt超过10min，则矫正后的位置信息将采用序贯滤波方法进一步更新TDCP/MEMS IMU松组合解，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元。综合而言，参考历元的Ratio值判定条件被延时了Δt，在当前历元与参考历元的差值等于延迟时间时，当前历元构建TDCP观测量时采用第二邻近的参考历元，且经最邻近参考历元矫正后的TDCP/MEMS IMU松组合得到的位置作为后续历元INS机械编排的参考位置。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法，在步骤2中，有时延情况下，令GNSS基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；
若基站数据延迟时间大于采样间隔的整数倍，即Δt>N*tGNSS且Δt<(N+1)*tGNSS，N为正整数，则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则大于tm+Δt的最小的接收到GNSS数据的历元tn将tm作为其参考历元，并构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，参考历元tm的位置将用于矫正历元tm+Δt的INS机械编排位置，并将矫正后的位置信息作为后续历元的参考位置；鉴于IMU所采用是低成本MEMS，若延迟时间Δt超过10min，矫正后的位置信息将与MEMS进行松组合解算，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法，其中，在步骤2中，阈值R0＝5。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法，在步骤3中，有时延情况下，在最近邻参考历元没有发生变化时，GNSS观测历元的位置采用TDCP/MEMS IMU松组合方式获取，在无GNSS观测的历元，采用INS机械编排的方式获取；在最近邻的参考历元发生变化时，则采用参考历元位置信息对当前历元位置信息进行校正，具体公式如下：
式中，和/>分别表示通过TDCP/MEMS IMU方法获取的历元K和K+Δt的无时延的位置信息；/>在延迟时间为GNSS采样间隔的整数倍时，其为TDCP/MEMS IMU松组合位置结果，否则其为INS机械编排获取的位置信息；位置/>表示在历元K+Δt时计算的参考历元K的滤波解辅助的RTK固定解；/>表示RTK固定解校正后的历元K+Δt的高精度位置信息，且该位置信息将作为后续历元INS机械编排的参考位置。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法，步骤1包括如下子步骤：
1.1，数据采集
为确保初始位置的精确性，将采集10分钟静止的GNSS基站和流动站的观测数据。
1.2，数据预处理
对采集的GNSS双频伪距和载波相位观测数据进行粗差探测和周跳探测，并对含有粗差和周跳的观测值进行粗差剔除和周跳修复处理。
1.3，初始位置确定
构建伪距和载波相位双差观测方程用于计算初始位置的RTK解。设置一个较大的Ratio阈值，如5，并将通过Ratio检验的RTK固定解的平均值作为初始位置的精确坐标，并存储且设定此历元为参考历元。
1.4，IMU初始对准
利用GNSS获取位置、速度和姿态信息完成IMU的初始化。
<系统>
进一步，本发明还提供了能够自动实现以上<方法>的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位系统，包括：
初始导航信息获取部，载体初始历元位置、姿态信息获取；
变参考历元确定部，确定变参考历元并构建TDCP观测量；无时延情况下：
令tj表示当前的GNSS观测历元，记为当前观测历元，ti表示当前历元的参考历元，其中ti<tj，i为非负整数，j为正整数，且ti和tj的时间差为GNSS采样间隔tGNSS的整数倍，t0表示初始历元；
当前历元的TDCP观测量的等效距离表示为其中λ表示波长，/>表示载波相位观测量；对参考历元的双频伪距和载波相位观测数据进行实时存储；
参考历元确定准则基于模糊度解算时的Ratio值R和载波相位观测量组建的无几何观测量判断条件为：
1)模糊度解算时的Ratio值R(tj)大于给定阈值R0；
2)所有载波相位观测量构建的无几何观测量满足下式：
式中，表示载波相位标准差，θele表示卫星高度角；
在上述两个判断条件都满足的条件下，则将tj设定为下一个当前历元(下一个GNSS观测历元)的参考历元；
在上述两个判断条件至少一个不满足的情况下，则下一个当前历元的参考历元仍然为ti；位置估计部，基于变参考历元TDCP/MEMS IMU进行的载体位置估计；无时延情况下：
在有GNSS观测的历元，即GNSS观测历元，TDCP最小二乘解估算的位置信息表示为将该位置信息与INS机械编排得到的位置信息的差值作为滤波观测量，参与TDCP/MEMS IMU松组合的量测更新，并将滤波后的位置表示为/>由于此时能够同步获取基站和移动站的GNSS观测数据，此位置滤波解将构建三个伪观测方程与伪距和载波相位双差观测方程共同参与RTK解算；若此历元为参考历元，则该历元的位置表示为RTK获取的最优解/>否则，位置/>为当前历元的位置信息；
在无GNSS观测的历元，仅有IMU输出值，在最邻近GNSS观测历元位置基础上，采用INS机械编排的方式获取该历元的位置信息；
控制部，与初始导航信息获取部、变参考历元确定部、位置估计部均通信相连，控制它们的运行；对有、无时延情况都适用：在当前历元定位结束，下一个历元无GNSS观测时，控制位置估计部获取无GNSS观测的历元的位置信息，下一个历元有GNSS观测时，则将该GNSS观测历元设置为当前历元，控制执行变参考历元确定部和位置估计部进行动态定位。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位系统，还可以包括：输入显示部，与控制部通信相连，让操作员输入操作指令，并进行相应显示。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位系统，在变参考历元确定部中，有时延情况下，令GNSS基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；
若基站数据延迟时间小于GNSS采样间隔，Δt<tGNSS，则在历元tm时，实时判断判定条件是否满足，若不满足，则历元tl仍作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/> 此外，由于MEMS是实时数据处理的，若在历元tm+Δt判定历元tm为参考历元，则历元tm+Δt矫正后的位置作为INS机械编排的参考位置；
若基站数据延迟时间Δt恰好为采样间隔tGNSS的整数倍，Δt＝N*tGNSS，N为任意正整数；则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt＝tm+N*tGNSS时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为tm+N*tGNSS之后下一个当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，历元tm+N*tGNSS时的TDCP/MEMS IMU松组合的位置将利用参考历元tm的位置进行校正，并将其作为后续历元机械编排的参考位置；并且，由于当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量与历元tm设定为参考历元的判定是同时进行的，故当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量时即使tm被设定为参考历元，计算其TDCP观测量的等效距离时，仍采用前一个参考历元或第二邻近参考历元tl作为计算用参考历元，/>若延迟时间Δt超过10min，则矫正后的位置信息将采用序贯滤波方法进一步更新TDCP/MEMS IMU松组合解，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元；
若基站数据延迟时间大于采样间隔的整数倍，即Δt>N*tGNSS且Δt<(N+1)*tGNSS，N为正整数，则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则大于tm+Δt的最小的接收到GNSS数据的历元tn将tm作为其参考历元，并构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，参考历元tm的位置将用于矫正历元tm+Δt的INS机械编排位置，并将矫正后的位置信息作为后续历元的参考位置；若延迟时间Δt超过10min，矫正后的位置信息将与MEMS进行松组合解算，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元。
优选地，本发明提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位系统，在位置估计部中，有时延情况下，在最近邻参考历元没有发生变化时，GNSS观测历元的位置采用TDCP/MEMS IMU松组合方式获取，而在无GNSS观测的历元，采用INS机械编排的方式获取；在最近邻的参考历元发生变化时，则采用参考历元位置信息对当前历元位置信息进行校正，具体公式如下：
式中，和/>分别表示通过TDCP/INS方法获取的历元K和K+Δt的无时延的位置信息；/>在延迟时间为GNSS采样间隔的整数倍时，其为TDCP/MEMS IMU松组合位置结果，否则其为INS机械编排获取的位置信息；位置/>表示在历元K+Δt时计算的参考历元K的滤波解辅助的RTK固定解；/>表示RTK固定解校正后的历元K+Δt的高精度位置信息，且该位置信息将作为后续历元INS机械编排的参考位置。
发明的作用与效果
区别于现有技术中载波相位时间差分观测量TDCP采用固定首历元为参考历元和当前历元的前一历元为参考历元的情况，本发明所提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法及系统，基于该历元RTK解固定与否和该历元无几何观测量与最近邻参考历元的差值是否满足阈值条件来判定该历元是否可以设定为参考历元，以此将当前历元与参考历元载波相位观测量的差值用于构建TDCP观测量，提升当前历元TDCP位置估计精度，进一步提高TDCP与低成本微机电系统MEMS惯性测量单元IMU松组合定位解的精度，并将其用于辅助RTK定位解算，同时，RTK固定解直接或间接提供给前者高精度基准位置，这种相辅相成保障了变参考历元的高精度位置基准和TDCP位置估算的高精度，避免了现有技术方法普遍存在的位置误差累积和共视卫星变化引起的精度下降问题，能够有效提升模糊度固定率，并且提高了复杂环境下实时的定位精度和连续性。
进一步，在基站数据存在时延情况下，本发明将时延的RTK固定解用于修正实时解算的TDCP/MEMS IMU松组合定位解中的误差，从而更进一步地保证了高动态载体在复杂多变环境下实时、连续、可靠、高采样率的高精度定位。
附图说明
图1为本发明实施例涉及的初始位置确定策略的流程图；
图2为本发明实施例涉及的无时延情况下位置估计策略的流程图；
图3为本发明实施例涉及的时延情况下位置估计策略的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明涉及的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法及系统的具体实施方案进行详细地说明。
<实施例一>
如图1～3所示，本实施例所提供的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法包括如下步骤：
步骤1，载体初始历元位置、姿态信息获取；
步骤1.1，观测数据获取；
实时获取基准站和流动站的GNSS观测数据及流动站MEMS IMU的输出值。
本实施例中，是采集10分钟静止的GNSS基站和流动站的观测数据。
步骤1.2，观测数据检核；
判断GNSS基准站和流动站接收机能否正常接收卫星数据，同时检查基站信号数据流能否正常通信。
检查IMU数据采集间隔是否稳定，且与设置的采样间隔一致，并检核数据的丢数率和坏数率是否符合要求。
步骤1.3，GNSS和MEMS数据时空基准统一；
将MEMS赋予GNSS接收机输出的1PPS信号，即1Hz的秒脉冲信号，在硬件上实现高精度的时间同步。
在设备安装过程中，量取MEMS几何中心到GNSS天线相位中心在载体坐标系下的坐标，并确保测量精度在厘米级，实现GNSS和MEMS在空间上的统一。
步骤1.4，数据预处理；
对通过检核后的GNSS双频伪距和载波相位观测数据进行粗差探测和周跳探测，并对含有粗差和周跳的观测值进行粗差剔除和周跳修复处理。
计算流动站的标准单点定位坐标。
步骤1.5，计算初始历元位置；
1.5.1，构建伪距和载波相位双差观测方程，获取基线向量和模糊度的最小二乘解及其协方差阵。
1.5.2，输入模糊度浮点解及其对应的协方差阵到LAMBDA算法中，并将通过Ratio检验的位置信息进行存储。
1.5.3，重复以上步骤1.1-1.5.2执行完10分钟的静态数据。将1.5.2存储的位置信息的平均值作为初始历元的位置信息表示为并设定t0为参考历元。
1.5.4，本实施例中，假定以历元t0为首历元的连续六个GNSS历元表示为：t0、t1、t2、t3、t4和t5，他们之间的时间间隔为GNSS采样间隔。假定GNSS和MEMS IMU的采样率为1Hz和100Hz。则ti-ti-1＝1(i＝1,2,3,4,5)，历元ti+0.01，ti+0.02等均只有IMU数据。
步骤2，变参考历元确定及TDCP观测量构建；
无时延情况下：
令tj表示当前的GNSS观测历元，记为当前历元，ti表示当前历元的参考历元，其中ti<tj，i为非负整数，j为正整数，且ti和tj的时间差为GNSS采样间隔tGNSS的整数倍，t0表示初始历元；
当前历元的TDCP观测量的等效距离表示为其中λ表示波长，/>表示载波相位观测量；对参考历元的双频伪距和载波相位观测数据进行实时存储；
参考历元确定准则基于模糊度解算时的Ratio值R和载波相位观测量组建的无几何观测量判断条件为：
1)模糊度解算时的Ratio值R(tj)大于给定阈值R0；
2)所有载波相位观测量构建的无几何观测量满足下式：
式中，表示载波相位标准差，θele表示卫星高度角；
在上述两个判断条件都满足的条件下，则将tj设定为下一个当前历元(下一个GNSS观测历元)的参考历元；
在上述两个判断条件至少一个不满足的情况下，则下一个当前历元的参考历元仍然为ti。
在有时延情况下：
令GNSS基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；
1)若基站数据延迟时间小于GNSS采样间隔，Δt<tGNSS，则在历元tm时，实时判断判定条件是否满足，若不满足，则历元tl仍作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，由于MEMS是实时数据处理的，若在历元tm+Δt判定历元tm为参考历元，则历元tm+Δt矫正后的位置作为INS机械编排的参考位置。
2)若基站数据延迟时间Δt恰好为采样间隔tGNSS的整数倍，Δt＝N*tGNSS，N为任意正整数；则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt＝tm+N*tGNSS时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为tm+N*tGNSS之后下一个当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，历元tm+N*tGNSS时的TDCP/MEMS IMU松组合的位置将利用参考历元tm的位置进行校正，并将其作为后续历元机械编排的参考位置；
并且，由于当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量与历元tm设定为参考历元的判定是同时进行的，故当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量时即使tm被设定为参考历元，计算其TDCP观测量的等效距离时，仍采用前一个参考历元或第二邻近参考历元tl作为计算用参考历元，
若延迟时间Δt超过10min，则矫正后的位置信息将采用序贯滤波方法进一步更新TDCP/MEMS IMU松组合解，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；
若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元。
2)若基站数据延迟时间大于采样间隔的整数倍，即Δt>N*tGNSS且Δt<(N+1)*tGNSS，N为正整数，则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则大于tm+Δt的最小的接收到GNSS数据的历元tn将tm作为其参考历元，并构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>
此外，参考历元tm的位置将用于矫正历元tm+Δt的INS机械编排位置，并将矫正后的位置信息作为后续历元的参考位置；
若延迟时间Δt超过10min，矫正后的位置信息将与MEMS进行松组合解算，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；
若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元。
步骤3，基于变参考历元TDCP/MEMS IMU进行载体位置估计；
无时延情况下：
在有GNSS观测历元，即GNSS观测历元，TDCP最小二乘解估算的位置信息表示为将该位置信息与INS机械编排得到的位置信息的差值作为滤波观测量，参与TDCP/MEMS IMU松组合的量测更新，并将滤波后的位置表示为/>由于此时能够同步获取基站和移动站的GNSS观测数据，此位置滤波解将构建三个伪观测方程与伪距和载波相位双差观测方程共同参与RTK解算；若此历元为参考历元，则该历元的位置表示为RTK获取的最优解/>否则，位置/>为当前历元的位置信息；
在无GNSS观测的历元，仅有IMU输出值，在最邻近GNSS观测历元位置基础上，采用INS机械编排的方式获取该历元的位置信息。有时延情况下：
在最近邻参考历元没有发生变化时，GNSS观测历元的位置采用TDCP/MEMS IMU松组合方式获取，而在无GNSS观测的历元，采用INS机械编排的方式获取；在最近邻的参考历元发生变化时，则采用参考历元位置信息对当前历元位置信息进行校正，具体公式如下：
式中，和/>分别表示通过TDCP/INS方法获取的历元K和K+Δt的无时延的位置信息；/>在延迟时间为GNSS采样间隔的整数倍时，其为TDCP/MEMS IMU松组合位置结果，否则其为INS机械编排获取的位置信息；位置/>表示在历元K+Δt时计算的参考历元K的滤波解辅助的RTK固定解；/>表示RTK固定解校正后的历元K+Δt的高精度位置信息，且该位置信息将作为后续历元INS机械编排的参考位置。
对有、无时延情况都适用：当前历元定位结束，下一个历元无GNSS观测时，则对无GNSS观测的历元重复上述步骤3内容获取位置信息，下一个历元有GNSS观测时，则将该GNSS观测历元设置为当前历元，重复上述步骤2～3内容进行动态定位。
具体地，在本实施例中，无时延情况下变参考历元TDCP构建与位置确定方法为：
①执行步骤1.1-1.4，若历元为如t0+0.01，t0+0.02，…，t0+0.99等仅有IMU观测数据，则仅需在初始历元位置信息基础上，通过INS机械编排的方式获取载体的位置信息，若历元不仅有IMU数据还存在GNSS观测数据，那么则执行②。
②构建历元t0+1，即历元t1处的TDCP观测量采用最小二乘方法估算得到历元t0和t1之间的位移向量/>计算TDCP位置估计：/>将其位置信息与INS机械编排位置的差值作为观测量参与滤波量测更新，得到位置滤波解/>并将其滤波解构建三个伪观测方程与伪距和载波相位双差观测方程共同参与RTK解算，若通过Ratio检验，则获得最优解/>同时若满足如下几何观测量条件：
则历元t1被设置为参考历元，其位置为否则历元t0仍为参考历元，其位置表示为/>
③历元t1+0.01，t1+0.02，…，t1+0.99的位置信息均是通过INS机械编排的方式获取，在历元t1的位置信息基础上，不论历元t1的位置表示为或/>
④若历元t1设置为参考历元，构建历元t2的TDCP观测量计算位置滤波解/>和滤波解辅助的RTK解。若RTK解通过Ratio检验且其几何观测量满足条件，则历元t2被设置为参考历元，且其位置为/>否则历元t1仍为参考历元，其位置表示为/>若历元t1不为参考历元，则历元t2的TDCP观测量为/> 采用最小二乘方法估算得到历元t0和t2之间的位移向量/>计算TDCP位置估计：将其参与TDCP/MEMS IMU松组合滤波量测更新得到位置滤波解并将滤波解与伪距和载波相位双差观测量共同解算RTK解，若可通过Ratio检验，则得到RTK固定解/>在此基础上，若载波相位观测量的几何观测量满足条件则将历元t2设置为参考历元，且其位置表示为/>否则历元t0仍为参考历元，其位置表示为/>之后历元计算步骤与本步骤相同。
时延情况下变参考历元TDCP构建与位置确定方法为：
⑤历元t0+0.01，t0+0.02，…，t0+0.99的位置信息均是基于历元t0的位置信息，通过INS机械编排的方式获取。
⑥构建历元t0+1，即历元t1处的TDCP观测量采用最小二乘方法估算得到历元t0和t1之间的位移向量/>计算TDCP位置估计：/>将其位置信息与INS机械编排位置的差值作为观测量参与滤波量测更新，得到位置滤波解由于基站数据存在时间延迟，需实时存储每个GNSS观测历元的双频伪距和载波相位观测量。
I)若时间延迟小于GNSS采样间隔，即Δt<tGNSS＝1，则在历元t1时判断几何观测量是否满足条件，若不满足，则将历元t0继续作为参考历元；否则，在能接收到与历元t1同步的GNSS基站数据时，即历元t1+Δt时将滤波解/>构建三个伪观测方程与伪距和载波相位双差观测方程共同参与历元t1的RTK解算，若RTK解状态R(t1)>R0，则设定t1为参考历元，且历元t1+Δt的位置/>被校正依据下式：
由于实时解算特性，故历元t1的位置仍为若条件R(t1)>R0不满足，则历元t0仍为参考历元，历元t1和历元t1+Δt的位置仍为/>和/>
在历元t1+Δt+0.01，t1+Δt+0.02，…，t1+0.99，其位置通过INS机械编排的方式获取，若历元t1被设定为参考历元，则位置信息是基于历元t1+Δt的矫正位置上，即其中s为正整数，ΔdI表示INS机械编排获取的位移信息，否则其是基于历元t1的位置/>即在历元t1+Δt+0.01时，q＝100Δt+1。
在历元t2，对移动站伪距和载波相位观测值进行存储。若历元t1被设定为参考历元，则TDCP观测量表示为进一步可求得TDCP/IMU的滤波解/>同时判断条件/>是否满足。若历元t1不被设定为参考历元，则TDCP观测量表示为/>进一步可求得TDCP/IMU的滤波解/>同时判断条件是否满足。
若几何观测条件满足要求，则在历元t2+Δt，调出存储的移动站伪距和载波相位观测值及历元t2的滤波解将其与接收到的历元t2的基站数据共同解算该历元的RTK解，并判断其是否满足条件R(t2)>R0，若满足，则历元t2被设置为参考历元，同时历元t2+Δt的滤波解被校正并表示为/>否则参考历元和位置信息均不被改变。之后历元计算步骤与本步骤类似。
II)若基站数据延迟时间恰好为采样间隔的整数倍，如Δt＝tGNSS，则在实时动态解算过程中，历元t0+0.01，t0+0.02，…，t0+0.99的位置信息均是基于历元t0的位置信息，通过INS机械编排的方式获取。历元t1的位置信息是通过TDCP/MEMS IMU松组合滤波解确定的，此外，在此历元需判断条件是否满足，若此条件不满足，则历元t0仍作为参考历元；若满足，则在历元t2时接收到与历元t1同步的GNSS基站数据，此时计算历元t1的滤波解辅助的RTK解，若R(t1)>R0，则历元t1被设置为参考历元，同时历元t2的TDCP观测量/>与MEMS IMU的滤波解被校正并表示为/>此外，需判断历元t2时条件/>是否满足；若条件R(t1)>R0不满足，则历元t2的位置信息不被改变，同时需判断条件/> 是否满足。在历元t3，此时接收到与历元t2同步的GNSS基站数据，若历元t2的无几何观测条件不满足，则无需进一步判断历元t2是否可作为参考历元；反之亦然。后续历元计算步骤与本步骤类似。
III)若基站数据延迟时间大于采样间隔的整数倍，如Δt>tGNSS且Δt<2*tGNSS。则历元t1和历元t2定位方式均采用TDCP位置估计信息与MEMS IMU松组合的滤波解，其中TDCP观测量将历元t0作为参考历元，即分别为和/>非整数历元的位置均是通过INS机械编排的方式获取，基于最邻近整数历元的位置信息。在历元t1时判断条件/>是否满足，若满足，则在历元t1+Δt>t2时继续判断历元t1能否设定为参考历元，其判断准则仍然与同步观测时相同，不同的是Ratio值的判定条件并非实时的，同时，将其作为参考历元的最近历元与其并非等于GNSS采样间隔，而是大于延迟时间的最小整数。若历元t1满足参考历元的两个判断条件，则历元t1被设置为参考历元，同时历元t1+Δt的滤波解/>被校正并表示为：/>否则参考历元和历元t2的位置信息均不被改变。在历元t3，若历元t1为参考历元，则计算过程中将历元t1的固定解/>作为参考位置，计算TDCP位置估计及松组合滤波解。在历元t2+Δt，判断历元t2是否可作为参考历元，其解算过程与上述过程类似，不再赘述。
<实施例二>
本实施例二提供能够自动实现上述本发明方法的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位系统，该系统包括初始导航信息获取部、变参考历元确定部、位置估计部、输入显示部以及控制部。
初始导航信息获取部用于执行上文步骤1所描述的内容，载体初始历元位置、姿态信息获取；
变参考历元确定部用于执行上文步骤2所描述的内容，确定变参考历元并构建TDCP观测量。
位置估计部用于执行上文步骤3所描述的内容，基于变参考历元TDCP/MEMS IMU进行载体位置估计。
输入显示部用于让操作员输入操作指令，并进行相应显示。
控制部与初始导航信息获取部、变参考历元确定部、位置估计部、输入显示部均通信相连，控制它们的运行。
以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的基于变参考历元TDCP/MEMS IMU的实时动态定位方法及系统并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。
Claims (10)
1.基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，载体初始历元位置、姿态信息获取；
步骤2，变参考历元确定及TDCP观测量构建；
无时延情况下：
令tj表示当前的GNSS观测历元，记为当前历元，ti表示当前历元的参考历元，其中ti<tj，i为非负整数，j为正整数，且ti和tj的时间差为GNSS采样间隔tGNSS的整数倍，t0表示初始历元；
当前历元的TDCP观测量的等效距离表示为其中λ表示波长，/>表示载波相位观测量；对参考历元的双频伪距和载波相位观测数据进行实时存储；
参考历元确定准则基于模糊度解算时的Ratio值R和载波相位观测量组建的无几何观测量判断条件为：
1)模糊度解算时的Ratio值R(tj)大于给定阈值R0；
2)所有载波相位观测量构建的无几何观测量满足下式：
式中，表示载波相位标准差，θele表示卫星高度角；
在上述两个判断条件都满足的条件下，则将tj设定为下一个当前历元的参考历元；
在上述两个判断条件至少一个不满足的情况下，则下一个当前历元的参考历元仍然为ti；
步骤3，基于变参考历元TDCP/MEMS的载体位置估计；
无时延情况下：
在有GNSS观测的历元，即GNSS观测历元，TDCP最小二乘解估算的位置信息表示为将该位置信息与INS机械编排得到的位置信息的差值作为滤波观测量，参与TDCP/MEMSIMU松组合的量测更新，并将滤波后的位置表示为/>由于此时能够同步获取基站和移动站的GNSS观测数据，此位置滤波解将构建三个伪观测方程与伪距和载波相位双差观测方程共同参与RTK解算；若此历元为参考历元，则该历元的位置表示为RTK获取的最优解/>否则，位置/>为当前历元的位置信息；
在无GNSS观测的历元，仅有IMU输出值，在最邻近GNSS观测历元位置基础上，采用INS机械编排的方式获取该历元的位置信息；
当前历元定位结束，下一个历元无GNSS观测时，则对无GNSS观测的历元重复上述步骤3内容获取位置信息，下一个历元有GNSS观测时，则将该GNSS观测历元设置为当前历元，重复上述步骤2～3内容进行动态定位。
2.根据权利要求1所述的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位方法，其特征在于：
其中，在步骤2中，在有时延情况下，令GNSS基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；
若基站数据延迟时间小于GNSS采样间隔，Δt<tGNSS，则在历元tm时，实时判断判定条件是否满足，若不满足，则历元tl仍作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/> 此外，由于MEMS是实时数据处理的，若在历元tm+Δt判定历元tm为参考历元，则历元tm+Δt矫正后的位置作为INS机械编排的参考位置。
3.根据权利要求1所述的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位方法，其特征在于：
其中，在步骤2中，有时延情况下，令GNSS基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；
若基站数据延迟时间Δt恰好为采样间隔tGNSS的整数倍，Δt＝N*tGNSS，N为任意正整数；则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt＝tm+N*tGNSS时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为tm+N*tGNSS之后下一个当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，历元tm+N*tGNSS时的TDCP/MEMSIMU松组合的位置将利用参考历元tm的位置进行校正，并将其作为后续历元机械编排的参考位置；
并且，由于当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量与历元tm设定为参考历元的判定是同时进行的，故当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量时即使tm被设定为参考历元，计算其TDCP观测量的等效距离时，仍采用前一个参考历元或第二邻近参考历元tl作为计算用参考历元，
若延迟时间Δt超过10min，则矫正后的位置信息将采用序贯滤波方法进一步更新TDCP/MEMSIMU松组合解，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；
若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元。
4.根据权利要求1所述的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位方法，其特征在于：
其中，在步骤2中，有时延情况下，令基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；
若基站数据延迟时间大于采样间隔的整数倍，即Δt>N*tGNSS且Δt<(N+1)*tGNSS，N为正整数，则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则大于tm+Δt的最小的接收到GNSS数据的历元tn将tm作为其参考历元，并构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>
此外，参考历元tm的位置将用于矫正历元tm+Δt的INS机械编排位置，并将矫正后的位置信息作为后续历元的参考位置；
若延迟时间Δt超过10min，矫正后的位置信息将与MEMS进行松组合解算，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；
若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元。
5.根据权利要求1所述的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位方法，其特征在于：
其中，在步骤2中，阈值R0＝5。
6.根据权利要求1所述的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位方法，其特征在于：
其中，在步骤3中，有时延情况下，在最近邻参考历元没有发生变化时，GNSS观测历元的位置采用TDCP/MEMSIMU松组合方式获取，而在无GNSS观测的历元，采用INS机械编排的方式获取；在最近邻的参考历元发生变化时，则采用参考历元位置信息对当前历元位置信息进行校正，具体公式如下：
式中，和/>分别表示通过TDCP/INS方法获取的历元K和K+Δt的无时延的位置信息；/>在延迟时间为GNSS采样间隔的整数倍时，其为TDCP/MEMSIMU松组合位置结果，否则其为INS机械编排获取的位置信息；位置/>表示在历元K+Δt时计算的参考历元K的滤波解辅助的RTK固定解；/>表示RTK固定解校正后的历元K+Δt的高精度位置信息，且该位置信息将作为后续历元INS机械编排的参考位置。
7.基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位系统，其特征在于，包括：
初始导航信息获取部，载体初始历元位置、姿态信息获取；
变参考历元确定部，确定变参考历元确定并构建TDCP观测量；无时延情况下：
令tj表示当前的GNSS观测历元，记为当前历元，ti表示当前历元的参考历元，其中ti<tj，i为非负整数，j为正整数，且ti和tj的时间差为GNSS采样间隔tGNSS的整数倍，t0表示初始历元；
当前历元的TDCP观测量的等效距离表示为其中λ表示波长，/>表示载波相位观测量；对参考历元的双频伪距和载波相位观测数据进行实时存储；
参考历元确定准则基于模糊度解算时的Ratio值R和载波相位观测量组建的无几何观测量判断条件为：
1)模糊度解算时的Ratio值R(tj)大于给定阈值R0；
2)所有载波相位观测量构建的无几何观测量满足下式：
式中，表示载波相位标准差，θele表示卫星高度角；
在上述两个判断条件都满足的条件下，则将tj设定为下一个当前历元的参考历元；
在上述两个判断条件至少一个不满足的情况下，则下一个当前历元的参考历元仍然为ti；
位置估计部，基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的载体位置估计；无时延情况下：
在有GNSS观测的历元，即GNSS观测历元，TDCP最小二乘解估算的位置信息表示为将该位置信息与INS机械编排得到的位置信息的差值作为滤波观测量，参与TDCP/MEMSIMU松组合的量测更新，并将滤波后的位置表示为/>由于此时能够同步获取基站和移动站的GNSS观测数据，此位置滤波解将构建三个伪观测方程与伪距和载波相位双差观测方程共同参与RTK解算；若此采样历元为参考历元，则该历元的位置表示为RTK获取的最优解否则，位置/>为当前历元的位置信息；
在无GNSS观测的历元，仅有IMU输出值，在最邻近GNSS观测历元位置基础上，采用INS机械编排的方式获取该历元的位置信息；
控制部，与初始导航信息获取部、变参考历元确定部、位置估计部均通信相连，控制它们的运行；在当前历元定位结束，下一个历元无GNSS观测时，控制位置估计部获取无GNSS观测的历元的位置信息，下一个历元有GNSS观测时，则将该GNSS观测历元设置为当前历元，控制执行变参考历元确定部和位置估计部进行动态定位。
8.根据权利要求7所述的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位系统，其特征在于，还包括：
输入显示部，与控制部通信相连，让操作员输入操作指令，并进行相应显示。
9.根据权利要求7所述的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位系统，其特征在于：
其中，在变参考历元确定部中，有时延情况下，令GNSS基站数据延迟时间为Δt，当前历元的参考历元表示为tl，其中l为非负整数；在当前历元tm+Δt时接收到与历元tm同步的GNSS基站数据，其中Δt为正数，m为正整数；
若基站数据延迟时间小于GNSS采样间隔，Δt<tGNSS，则在历元tm时，实时判断判定条件是否满足，若不满足，则历元tl仍作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为下一个可接收到GNSS数据的当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/> 此外，由于MEMS是实时数据处理的，若在历元tm+Δt判定历元tm为参考历元，则历元tm+Δt矫正后的位置作为INS机械编排的参考位置；
若基站数据延迟时间Δt恰好为采样间隔tGNSS的整数倍，Δt＝N*tGNSS，N为任意正整数；则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元tn的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt＝tm+N*tGNSS时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则将tm作为tm+N*tGNSS之后下一个当前历元tn的参考历元，构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，历元tm+N*tGNSS时的TDCP/MEMSIMU松组合的位置将利用参考历元tm的位置进行校正，并将其作为后续历元机械编排的参考位置；并且，由于当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量与历元tm设定为参考历元的判定是同时进行的，故当前历元tm+N*tGNSS构建TDCP观测量时即使tm被设定为参考历元，计算其TDCP观测量的等效距离时，仍采用前一个参考历元或第二邻近参考历元tl作为计算用参考历元，/>若延迟时间Δt超过10min，则矫正后的位置信息将采用序贯滤波方法进一步更新TDCP/MEMSIMU松组合解，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元；
若基站数据延迟时间大于采样间隔的整数倍，即Δt>N*tGNSS且Δt<(N+1)*tGNSS，N为正整数，则在历元tm时，判定条件是否满足，若不满足，则tl仍作为下一个当前历元的参考历元；若满足则存储历元tm的双频伪距和载波相位观测量，在接收到与历元tm同步的GNSS基站数据时，即在历元tm+Δt时，判定模糊度解算时的Ratio值是否满足条件R(tm)>R0，若满足条件，则大于tm+Δt的最小的接收到GNSS数据的历元tn将tm作为其参考历元，并构建历元tn时的TDCP观测量的等效距离/>此外，参考历元tm的位置将用于矫正历元tm+Δt的INS机械编排位置，并将矫正后的位置信息作为后续历元的参考位置；若延迟时间Δt超过10min，矫正后的位置信息将与MEMS进行松组合解算，并存储IMU误差参数，后续历元的IMU误差参数将不进行实时估计，而采用参考位置处的误差补偿参数；若条件R(tm)>R0不满足，则继续将tl作为后续历元的参考历元。
10.根据权利要求8所述的基于变参考历元TDCP/MEMSIMU的实时动态定位系统，其特征在于：
其中，在位置估计部中，有时延情况下，在最近邻参考历元没有发生变化时，GNSS观测历元的位置采用TDCP/MEMSIMU松组合方式获取，在无GNSS观测的历元，采用INS机械编排的方式获取；在最近邻的参考历元发生变化时，则采用参考历元位置信息对当前历元位置信息进行校正，具体公式如下：
式中，和/>分别表示通过TDCP/MEMSIMU方法获取的历元K和K+Δt的无时延的位置信息；/>在延迟时间为GNSS采样间隔的整数倍时，其为TDCP/MEMSIMU松组合位置结果，否则其为INS机械编排获取的位置信息；位置/>表示在历元K+Δt时计算的参考历元K的滤波解辅助的RTK固定解；/>表示RTK固定解校正后的历元K+Δt的高精度位置信息，且该位置信息将作为后续历元INS机械编排的参考位置。
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