一種基于區域cors的單頻ppp電離層加權方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法，電離層延遲是制約單頻精密單點定位PPP流動站精度進一步提高的最主要因素，通過區域連續基準站網精密模型化局部區域的電離層延遲的方法對于稀疏基準站區域的單頻用戶其改正精度有限。本發明方法基于區域連續運行衛星定位服務綜合系統網絡，通過對基準站數據進行非組合精密單點定位，構建區域電離層模型，分離衛星、接收機硬件延遲，以提取衛星傾斜方向電離層延遲值，提出了一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法。本發明方法充分利用區域站點提供的高精度電離層延遲信息，可有效提高單頻PPP用戶的收斂時間及定位精度，可實現單頻PPP用戶厘米級高精度定位。
【專利說明】—種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及定位與監測領域，尤其涉及一種基于區域CORS (ContinuousOperational Reference System,連續運行衛星定位服務綜合系統)的單頻PPP (PrecisePoint Positioning,精密單點定位)電離層加權方法，是區域CORS增強PPP高精度快速定位研究的重要部分。
【背景技術】
[0002]隨著衛星定位系統的完善與發展，定位與監測目標的精度和可靠性要求越來越高。在高精度定位和導航計算中，通常采用相對定位的方法，但當流動站間的距離較遠時，差分定位的方法受到誤差的影響，無法快速準確得到精密定位結果。因此對于大范圍作業，為了提高定位，增加參考站的個數就無疑增加了工程成本。因此精密單點定位技術(Precise Point Positioning, PPP)產生,并逐漸成為國內外學者的研究熱點。
[0003]精密單點定位僅采用一臺接收機進行數據采集，即節約成本又作業方便自由，且數據處理相對簡單。目前，精密單點定位技術利用國際全球衛星定位導航服務組織(International GNSS Service, IGS)提供的精密新歷和精密鐘差文件，處理一臺雙頻接收機的觀測數據，采用非差模型進行精密單點定位。而精密單點定位主要的研究都是基于雙頻觀測值的基礎上，已經取得了很高的定位精度。在雙頻精密單點典韋技術的基礎上，單頻精密單點定位也取得了豐碩的成果。單頻精密單點定位采用載波相位歷元差輔助偽距的方法進行單頻PPP解算。
[0004]在單頻精密單點定位中，電離層延遲成為最重要的誤差項。目前常用的電離層延遲改正模型有:半和模型、Klobuchar模型、格網模型、球諧改正模型、IRI (InternationalReference 1nosphere)模型。在單頻精密單點定位中，一般采用模型修正法削弱電離層延遲。雖然這些電離層延遲改正方法能夠削弱電離層影響，但電離層延遲剩余殘差對定位結果影響還較大。因此，需選用新的方法減弱電離層影響，提高快遞、高精度定位結果。
【發明內容】
[0005]為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法，基于區域連續運行衛星定位服務綜合系統(Continuous OperationalReference System, C0RS)網絡,通過對基準站數據進行非組合精密單點定位,構建區域電離層模型分離衛星、接收機硬件延遲，以提取衛星傾斜方向電離層延遲值；并充分利用區域基準站點提供的聞精度電尚層延遲彳目息，可有效提聞單頻PPP用戶的收斂時間及定位精度，可實現單頻PPP用戶厘米級高精度定位。
[0006]為實現上述目的，本發明采取如下技術方案:
[0007]一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法,包括如下步驟:
[0008](I)基于區域CORS網絡雙頻原始觀測值，并利用區域內各基準站點精確坐標，構建非差非組合卡爾曼濾波器，對包含基準站接收機硬件延遲偏差項Bk和衛星硬件延遲偏差項Bs的衛星傾斜方向電離層延遲值4 '進行估計；
[0009](2)通過垂直電子總含量多項式模型估計衛星傾斜方向電離層延遲值/ 的真實
值4，分離衛星硬件延遲偏差項Bs和接收機硬件延遲偏差項Bk，并將衛星硬件延遲偏差項Bs作為先驗值發送給單頻PPP流動站；
[0010](3)利用衛星傾斜方向真實電離層延遲值i對流動站衛星穿刺點位置電離層進行
內插，獲取流動站位置電離層延遲值€，并將其作為先驗值發送給單頻PPP流動站；
[0011](4)單頻PPP流動站利用區域基準站點提供的對流層延遲先驗信息，并通過電離層延遲先驗值/?:，采用非組合星間差分模型進行觀測，然后構建卡爾曼濾波器，對該流動站所在位置進行精確定位。
[0012]更進一步的，步驟(1)所述非差非組合卡爾曼濾波器的濾波待估參數包括基準站接收機鐘差dtk、各衛星傾斜方向電離層延遲值//，各衛星的雙頻相位模糊度Ms、Ni2以及基準站天頂對流層濕延遲ZTDw，k ；
[0013]設在歷元j，流動站k處存在η顆衛星，聯合所有衛星L1、L2載波和P1、P2碼觀測數據，所述非差非組合卡爾曼濾波器的狀態空間表達式為:
[0014]
【權利要求】
1.一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法，其特征在于包括如下步驟: (1)基于區域CORS網絡雙頻原始觀測值，并利用區域內各基準站點精確坐標，構建非差非組合卡爾曼濾波器，對包含基準站接收機硬件延遲偏差項Bk和衛星硬件延遲偏差項Bs的衛星傾斜方向電離層延遲值K ’進行估計； (2)通過垂直電子總含量多項式模型估計衛星傾斜方向電離層延遲值^的真實值g，分離衛星硬件延遲偏差項Bs和接收機硬件延遲偏差項Bk，并將衛星硬件延遲偏差項Bs作為先驗值發送給單頻PPP流動站； (3)利用衛星傾斜方向真實電離層延遲值/,I對流動站衛星穿刺點位置電離層進行內插，獲取流動站位置電離層延遲值€，并將其作為先驗值發送給單頻PPP流動站；
(4)單頻PPP流動站利用區域基準站點提供的對流層延遲先驗信息，并通過電離層延遲先驗值g，采用非組合星間差分模型進行觀測，然后構建卡爾曼濾波器，對該流動站所在位置進行精確定位。
2.根據權利要求1所述的一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法，其特征在于:步驟(1)所述非差非組合卡爾曼濾波器的濾波待估參數包括基準站接收機鐘差dtk、各衛星傾斜方向電離層延遲值Λ各衛星的雙頻相位模糊度W以及基準站天頂對流層濕延遲ZTDw，k ； 設在歷元j，流動站k處存在η顆衛星，聯合所有衛星L1、L2載波和P1、P2碼觀測數據，所述非差非組合卡爾曼濾波器的狀態空間表達式為:
3.根據權利要求1所述的一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法，其特征在于:步驟(2)所述衛星傾斜方向電離層延遲值/廠表達式為:
4.根據權利要求1所述的一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法，其特征在于:步驟(3)選用低階曲面模型對流動站衛星穿刺點位置電離層進行內插，對于η個基準站點，其公式如下:
5.根據權利要求1所述的一種基于區域CORS的單頻PPP電離層加權方法，其特征在于:步驟(3)還包括運用低階曲面模型對流動站對流層濕延遲進行內插，對于η個基準站點，其公式如下:
6.根據權利要求4或5所述的一種基于區域C0RS的單頻PPP電離層加權方法，其特征 在于：假定在歷元j，單頻PPP流動站處存在n顆衛星，得到所有衛星L1載波觀測數據，觀 測方程數為n，構建步驟（4)所述非組合星間差分模型，其觀測方程為：
【文檔編號】G01S19/07GK103760572SQ201410014307
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】潘樹國, 汪登輝, 楊徉 申請人:東南大學