本發(fā)明涉及空間大地測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種gnss(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))參考站網(wǎng)三頻算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著gnss(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))的應(yīng)用越來越廣，網(wǎng)絡(luò)rtk能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行取決于cors(地基增強(qiáng)系統(tǒng))服務(wù)器軟件能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確提供差分改正數(shù)，網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)是指在一定區(qū)域均勻布設(shè)多個(gè)(三個(gè)或三個(gè)以上)永久性連續(xù)運(yùn)行參考站，對(duì)該地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并利用互聯(lián)網(wǎng)作為通信鏈路，把參考站實(shí)時(shí)觀測(cè)值發(fā)送到主控站(計(jì)算中心)，根據(jù)各參考站精確已知的坐標(biāo)信息，實(shí)時(shí)解算網(wǎng)絡(luò)參考站各基線的雙差模糊度，然后提取各基線上的大氣延遲信息，在主控站對(duì)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的電離層、對(duì)流層、軌道誤差等誤差進(jìn)行計(jì)算，并實(shí)時(shí)生成流動(dòng)站位置的改正項(xiàng)信息。

目前通常第一步采用兩種雙差寬巷觀測(cè)值方程和采用載波相位和偽距線性組合的方法即mw組合來進(jìn)行寬巷模糊度固定，再進(jìn)一步消電離層觀測(cè)模型濾波得到消電離層模糊度浮點(diǎn)解，再根據(jù)前兩步的結(jié)果綜合計(jì)算得到窄巷模糊度。但上述方法存在以下問題：1、采用雙差寬巷觀測(cè)值方程的方法通常適用于短基線(如30km)以及在電離層比較平靜的時(shí)段和地域，在長(zhǎng)基線模式下無法獲取準(zhǔn)確的寬巷模糊度，對(duì)條件的適應(yīng)性差。2、采用載波相位和偽距線性組合的方法即mw組合，通過大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，有些接收機(jī)采集的原始數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，具體表現(xiàn)為偽距的質(zhì)量較差，且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超過30米以上的抖動(dòng)，導(dǎo)致mw組合數(shù)值即使通過多個(gè)歷元平滑也無法得到一個(gè)穩(wěn)定的浮點(diǎn)值，則無法能準(zhǔn)確的確定雙差寬巷模糊度。3.采用肖電離層組合方法解算窄巷模糊度時(shí)，由于消電離層組合放大了觀測(cè)值噪聲，同時(shí)窄巷模糊度參數(shù)前面的系數(shù)較基礎(chǔ)模糊度波長(zhǎng)更小，因而窄巷模糊度很容易出現(xiàn)1-2周的偏差，從而需要更長(zhǎng)的收斂時(shí)間。綜上，目前采用的解算方法存在一定的偏差，且適用條件具有一定的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種gnss參考站網(wǎng)三頻算方法及系統(tǒng)，其能解決目前解算方法存在一定的偏差且適用條件具有一定局限性的問題。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

1.一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟10、獲取參考站、衛(wèi)星以及流動(dòng)站的相應(yīng)數(shù)據(jù)；

步驟20、根據(jù)所述獲取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)采用三頻載波相位非組合觀測(cè)值建立觀測(cè)值模型，如公式(1)，

...

其中，表示雙差算子(測(cè)站間一次差，衛(wèi)星間二次差)，lf是f頻段以米為單位的雙差載波相位觀測(cè)值，ρ是測(cè)站與衛(wèi)星之間的幾何距離，t是對(duì)流層延遲，ff表示f頻段的頻率，i1是f1頻段的電離層延遲，λf表示第f頻段載波相位觀測(cè)值的波長(zhǎng)，λf表示f頻段的波長(zhǎng)，nf表示f頻段的整周模糊度，ε表示傳輸過程中的噪聲，可忽略不計(jì)；

步驟30、建立電離層模型，如公式(2)，

其中i為電離層延遲，每個(gè)參考站相對(duì)于投影中心點(diǎn)的坐標(biāo)，是電離層穿刺點(diǎn)的映射函數(shù)；

步驟40、將步驟3中所述電離層模型公式(2)化簡(jiǎn)整合后與步驟1所述觀測(cè)值模型公式(1)進(jìn)行綜合運(yùn)算，得到電離層延遲i。

步驟50、根據(jù)所述電離層延遲，對(duì)流動(dòng)站位置實(shí)時(shí)生成改正項(xiàng)信息，并將所述改正項(xiàng)信息通過無線通訊鏈路向用戶實(shí)時(shí)連續(xù)發(fā)布。

優(yōu)選的，所述將步驟3中所述電離層模型公式(2)化簡(jiǎn)整合具體可為公式(3)，

其中為天頂方向電離層延遲為所述公式(2)中i表示意義相同。

優(yōu)選的，所述將步驟3中所述電離層模型公式(2)化簡(jiǎn)整合后與步驟1所述觀測(cè)值模型公式(1)進(jìn)行綜合運(yùn)算具體得到公式(4)，

...

其中表示雙差算子(測(cè)站間一次差，衛(wèi)星間二次差)，lf是f頻段以米為單位的雙差載波相位觀測(cè)值ρ是測(cè)站與衛(wèi)星之間的幾何距離，t是對(duì)流層延遲，表示電離層映射函數(shù)，ff表示f頻段的頻率，λf表示第f頻段載波相位觀測(cè)值的波長(zhǎng)，λf表示f頻段的波長(zhǎng)，nf表示f頻段的整周模糊度，ε表示傳輸過程中的噪聲，可忽略不計(jì)。

優(yōu)選的，所述參考站個(gè)數(shù)為四。

根據(jù)本公開實(shí)施例的第二方面，提供了一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算系統(tǒng)，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取參考站、衛(wèi)星以及流動(dòng)站的相應(yīng)數(shù)據(jù)；

計(jì)算模塊，用于通過所述獲取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算得到電離層延遲；

執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述電離層延遲，對(duì)流動(dòng)站位置實(shí)時(shí)生成改正項(xiàng)信息，并將所述改正項(xiàng)信息通過無線通訊鏈路向用戶實(shí)時(shí)連續(xù)發(fā)布。

優(yōu)選的，所述計(jì)算模塊包括：

觀測(cè)值模型生成模塊，用于根據(jù)所述獲取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)采用三頻載波相位非組合觀測(cè)值建立觀測(cè)值模型，如公式(1)，

...

其中，表示雙差算子(測(cè)站間一次差，衛(wèi)星間二次差)，lf是f頻段以米為單位的雙差載波相位觀測(cè)值，ρ是測(cè)站與衛(wèi)星之間的幾何距離，t是對(duì)流層延遲，ff表示f頻段的頻率，i1是f1頻段的電離層延遲，λf表示第f頻段載波相位觀測(cè)值的波長(zhǎng)，λf表示f頻段的波長(zhǎng)，nf表示f頻段的整周模糊度，ε表示傳輸過程中的噪聲，可忽略不計(jì)；

電離層模型生成模塊，用于建立電離層模型，如公式(2)，

其中i為電離層延遲，每個(gè)參考站相對(duì)于投影中心點(diǎn)的坐標(biāo)，是電離層穿刺點(diǎn)的映射函數(shù)；

綜合運(yùn)算模塊，用于將所述電離層模型公式(2)化簡(jiǎn)整合后與步驟1所述觀測(cè)值模型公式(1)進(jìn)行綜合運(yùn)算，得到電離層延遲i。

優(yōu)選的，所述將所述電離層模型公式(2)化簡(jiǎn)整合具體可為公式(3)，

其中為天頂方向電離層延遲為所述公式(2)中i表示意義相同。

優(yōu)選的，所述將所述電離層模型公式(2)化簡(jiǎn)整合后與步驟1所述觀測(cè)值模型公式(1)進(jìn)行綜合運(yùn)算具體得到公式(4)，

...

其中表示雙差算子(測(cè)站間一次差，衛(wèi)星間二次差)，lf是f頻段以米為單位的雙差載波相位觀測(cè)值ρ是測(cè)站與衛(wèi)星之間的幾何距離，t是對(duì)流層延遲，表示電離層映射函數(shù)，ff表示f頻段的頻率，λf表示第f頻段載波相位觀測(cè)值的波長(zhǎng)，λf表示f頻段的波長(zhǎng)，nf表示f頻段的整周模糊度，ε表示傳輸過程中的噪聲，可忽略不計(jì)。

優(yōu)選的，所述參考站個(gè)數(shù)為四。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明基于三頻非組合高精度載波相位觀測(cè)值，建立電離層模型計(jì)算電離層延遲，使整個(gè)測(cè)量的結(jié)果精確度更高，且不局限于短基線和電離層平靜區(qū)域，具有一定的普適性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算系統(tǒng)的的模塊圖。

圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算方法中參考站在電離層穿刺點(diǎn)處投影示意圖。

附圖標(biāo)記說明：100、獲取模塊；200、運(yùn)算模塊；201、觀測(cè)值模型生成模塊；202、電離層模型生成模塊；203、綜合運(yùn)算模塊；300、執(zhí)行模塊；400、中心點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算方法的流程圖，參照?qǐng)D1所示，本實(shí)施例中的一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算方法包括以下步驟：

步驟10、獲取參考站、衛(wèi)星以及流動(dòng)站的相應(yīng)數(shù)據(jù)；首先在一定區(qū)域內(nèi)選擇4個(gè)參考站(也可為3個(gè)以及5個(gè)等其他不同數(shù)量)，確定出4個(gè)參考站的幾何中心點(diǎn)o,四個(gè)參考站相對(duì)于幾何中心的坐標(biāo)為為已知值，其中n,m分別表示測(cè)站編號(hào)和衛(wèi)星編號(hào)，參考站同時(shí)跟蹤m顆gnss衛(wèi)星，主控站獲取載波相位觀測(cè)值，用l表示即為所述的觀測(cè)信息，獲取衛(wèi)星與參考站的真實(shí)距離為ρ。

步驟20、根據(jù)所述獲取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)采用三頻載波相位非組合觀測(cè)值建立觀測(cè)值模型，如公式(1)，

...

其中，表示雙差算子(測(cè)站間一次差，衛(wèi)星間二次差)，lf是f頻段以米為單位的雙差載波相位觀測(cè)值，ρ是測(cè)站與衛(wèi)星之間的幾何距離，t是對(duì)流層延遲，ff表示f頻段的頻率，i1是f1頻段的電離層延遲，λf表示第f頻段載波相位觀測(cè)值的波長(zhǎng)，λf表示f頻段的波長(zhǎng)，nf表示f頻段的整周模糊度，ε表示傳輸過程中的噪聲，可忽略不計(jì)；

步驟30、建立電離層模型，在一定的區(qū)域范圍內(nèi)電離層遲在測(cè)站之件有較強(qiáng)的相關(guān)性，在衛(wèi)星之間是弱相關(guān)甚至相互獨(dú)立的，因此將測(cè)站間的電離層延遲相關(guān)性以測(cè)站區(qū)域中心進(jìn)行泰勒展開，如圖3所示為測(cè)站在電離層穿刺點(diǎn)所在的曲面即中心電離層面的投影，三角形為測(cè)站投影點(diǎn)，o400為每個(gè)測(cè)站相對(duì)于投影中心點(diǎn)，每個(gè)測(cè)站相對(duì)于投影中心點(diǎn)o400的坐標(biāo)為則測(cè)站的單層電離層延遲可以表達(dá)為如公式(2)，

其中是電離層穿刺點(diǎn)的映射函數(shù)。通常我們只需要展開到一階項(xiàng)，即得到公式(3)，

其中為天頂方向電離層延遲為所述公式(2)中i表示意義相同。

步驟40：所述將步驟3中所述電離層模型公式(2)化簡(jiǎn)整合后與步驟1所述觀測(cè)值模型公式(1)進(jìn)行綜合運(yùn)算具體得到公式(4)，

...

其中表示雙差算子(測(cè)站間一次差，衛(wèi)星間二次差)，lf是f頻段以米為單位的雙差載波相位觀測(cè)值ρ是測(cè)站與衛(wèi)星之間的幾何距離，t是對(duì)流層延遲，表示電離層映射函數(shù)，ff表示f頻段的頻率，λf表示第f頻段載波相位觀測(cè)值的波長(zhǎng)，λf表示f頻段的波長(zhǎng)，nf表示f頻段的整周模糊度，ε表示傳輸過程中的噪聲，可忽略不計(jì)。將所述公式(4)定義為矩陣求解，假設(shè)在某一觀測(cè)時(shí)間點(diǎn)t，該區(qū)域內(nèi)的n個(gè)基站共觀測(cè)到了m顆共視衛(wèi)星，則誤差方程的形式如公式(4.1)所示，

v＝ax-l(4.1)

其中a是系數(shù)矩陣，x是參數(shù)矩陣，l是常數(shù)矩陣，v是觀測(cè)值殘矩陣，以三個(gè)基站a、b、c組成一個(gè)三角形網(wǎng)，則具體公式(4.2)，

其中aab,abc,aca分別對(duì)應(yīng)三條基線觀測(cè)方程的系數(shù)矩陣，它們的形式類似，以其中一條基線的系數(shù)矩陣為例，包含對(duì)流層系數(shù)、電離層系數(shù)、寬巷模糊度波長(zhǎng)，其具體形式如公式(4.3)，

其中其中分別是a站和b站的電離層映射函數(shù)，參數(shù)矩陣x如公式(4.4)，

x中分別包含以下參數(shù)：對(duì)流層參數(shù)△t，電離層參數(shù)(m＝1,2,…m)，電離層模型系數(shù)模糊度參數(shù)

l是觀測(cè)值減去模型值，具體表達(dá)式如公式(4.5)，

參照上述公式，可以算出參數(shù)x如公式(4.6)，

x＝(a^tpa)^-1a^tpl(4.6)

在濾波解算出所有的參數(shù)x之后，即可獲得所有衛(wèi)星所有頻段的整周模糊度和區(qū)域電離層模型系數(shù)最終計(jì)算得出電離層延遲。

步驟50：根據(jù)所述電離層延遲，對(duì)流動(dòng)站位置實(shí)時(shí)生成改正項(xiàng)信息，并將所述改正項(xiàng)信息通過無線通訊鏈路向用戶實(shí)時(shí)連續(xù)發(fā)布。

本公開實(shí)施例提供的解算方法，本發(fā)明基于三頻非組合高精度載波相位觀測(cè)值，建立電離層模型計(jì)算電離層延遲，使整個(gè)測(cè)量的結(jié)果精確度更高，且不局限于短基線和電離層平靜區(qū)域，具有一定的普適性。

基于上述一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種gnss參考站網(wǎng)三頻解算系統(tǒng)，如圖2所示，包括：

獲取模塊100，用于獲取參考站、衛(wèi)星以及流動(dòng)站的相應(yīng)數(shù)據(jù)；

計(jì)算模塊200，用于通過所述獲取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算得到電離層延遲；

執(zhí)行模塊300，用于根據(jù)所述電離層延遲，對(duì)流動(dòng)站位置實(shí)時(shí)生成改正項(xiàng)信息，并將所述改正項(xiàng)信息通過無線通訊鏈路向用戶實(shí)時(shí)連續(xù)發(fā)布。

所述計(jì)算模塊包括：觀測(cè)值模型生成模塊201，用于根據(jù)獲取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)建立觀測(cè)值模型，如公式(1)，

...

其中，表示雙差算子(測(cè)站間一次差，衛(wèi)星間二次差)，lf是f頻段以米為單位的雙差載波相位觀測(cè)值，ρ是測(cè)站與衛(wèi)星之間的幾何距離，t是對(duì)流層延遲，ff表示f頻段的頻率，i1是f1頻段的電離層延遲，λf表示第f頻段載波相位觀測(cè)值的波長(zhǎng)，λf表示f頻段的波長(zhǎng)，nf表示f頻段的整周模糊度，ε表示傳輸過程中的噪聲，可忽略不計(jì)；

電離層模型生成模塊202，用于建立電離層模型，如公式(2)，

其中i為電離層延遲，每個(gè)參考站相對(duì)于投影中心點(diǎn)的坐標(biāo)，是電離層穿刺點(diǎn)的映射函數(shù)；

綜合運(yùn)算模塊203，用于將所述電離層模型公式(2)化簡(jiǎn)整合后與步驟1所述觀測(cè)值模型公式(1)進(jìn)行綜合運(yùn)算，得到電離層延遲i。

關(guān)于上述實(shí)施例中的系統(tǒng)，其中各個(gè)模塊的執(zhí)行操作的具體方式已經(jīng)在有關(guān)該方法的實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)描述，此處將不再詳細(xì)闡述說明。

本實(shí)施例中所述的解算系統(tǒng)，觀測(cè)值墨香生成模塊基于三頻非組合高精度載波相位觀測(cè)值，通過電離層模型生成模塊和綜合運(yùn)算模塊，建立電離層模型計(jì)算電離層延遲，使整個(gè)測(cè)量的結(jié)果精確度更高，且不局限于短基線和電離層平靜區(qū)域，具有一定的普適性。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。