一種基于cors已知基線分量的參考站模糊度驗證方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗證方法，通過網絡RTK參考站坐標精確已知這一特點，在使用MW組合觀測值單歷元求解寬巷模糊度時，將MW組合觀測值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模糊度進行驗證；在進行衛星L1模糊度求解過程中，將已確定L1模糊度的衛星帶入無電離層組合模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量進行對比，以對已確定衛星的L1模糊度進行驗證。本發明具有很高的精度，可以對確定出的整周模糊度進行精確驗證。
【專利說明】
一種基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗證方法
技術領域
[0001] 本發明涉及GNSS整周模糊度解算領域，具體是一種基于C0RS已知基線分量的參考 站模糊度驗證方法。
【背景技術】
[0002] C0RS系統是通過地面通信系統播發導航信號修正量和輔助定位信號，向用戶提供 厘米級至亞米級精密定位和大眾終端輔助增強服務。但由于網絡RTK基準站的間距一般都 在幾十公里或上百公里，所以采用簡單的雙差組合方法確定整周模糊度非常困難，主要是 由于電離層延遲和對流層延遲等誤差對雙差觀測值的影響遠大于〇. 5周，即使在使用雙頻 觀測數據和基準站坐標已知的情況下，整周模糊度也難以與誤差分離，可能導致求解出的 整周模糊度錯誤。然而C0RS系統實現高精度動態定位的首要條件是基準站間整周模糊度的 準確確定，只有正確固定了基準站模糊度才能得到高精度的綜合誤差或是建立高精度的誤 差模型，因此對確定出的整周模糊度進行驗證是十分必要的。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種高精度的基于C0RS已知基線分量的參考站模糊度驗 證方法。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案： 一種基于C0RS已知基線分量的參考站模糊度驗證方法，包括以下步驟： 步驟1，在寬巷模糊度求解過程中，對每顆衛星，使用MW組合觀測值求解單歷元的寬巷 模糊度，將MW組合觀測值求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模糊度進行比較，以 對MW組合觀測值求解出的寬巷模糊度值進行驗證； 步驟2,對于經過模糊度解算已經固定了 L1模糊度的衛星，將該衛星已經確定的L1整周 模糊度帶入到無電離層組合模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量進 行對比，對已經確定的L1模糊度進行驗證。
[0005] 作為本發明進一步的方案:所述步驟1中，對MW組合觀測值求解出的寬巷模糊度值 進行驗證，其具體實現步驟如下： 步驟1.1，使用MW組合觀測值在單歷元間求解寬巷模糊度，MW組合觀測值求解寬巷模糊 度可以寫成如下形式：
其中：為雙差寬巷模糊度;為波長;LW二Li - L2為雙差寬巷觀測量;朽，g 分別為L1和L2的雙差偽距觀測值；Ap 分別為L1和L2載波對應的波長； 在使用MW組合觀測值求解單歷元寬巷模糊度中，電離層延遲、衛星軌道誤差、對流層延 遲被完全消除，Nw僅僅受到巧，噪音的影響。由誤差分析可知，Nw的噪音主要 由P碼的噪音決定； 步驟1.2,使用真實距離求解的寬巷模糊度，可以寫成如下形式：
其中：Nw為雙差寬巷模糊度;為波長；Lw = Li ~ 為雙差寬巷觀測量;r為衛 星到基準站的雙差真實距離； 對用mw組合單歷元值求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模糊度進行比較，結 合對上述兩種寬巷模糊度的解算數值分析，設定兩個模糊度差值閾值。如果兩個模糊度值 相差超過〇. 25周時，則認為MW組合中含有粗差，將該組MW組合觀測值剔除。
[0006] 作為本發明進一步的方案:所述步驟2中，對于經過模糊度解算已經固定L1模糊度 的衛星，將其帶入無電離層組合模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量 進行對比，以對已經確定的L1整周模糊度進行驗證，其具體實現步驟如下： 對于每一顆衛星，其無電離層組合觀測方程： (￡s 4 f FdX 4 Trop 4 ￡ 其中：k ，為無電離層組合觀測值= tMi - :gN2.，為無電離層 組合雙差模糊度；&為無電離層組合波長；是衛星到基準站真實距離雙差值；
是衛星到基準站余弦值， X0 , 是基準站準確坐標，X，Y，Z是衛星坐標；dX = [dX f f dZ]T為基線 在x，Y，z三個方向的分量;Trop為對流層延遲改正；￡:為多路徑效應、觀測值噪聲等其他誤 差； 理論上，各個分量的值應該在0附近，結合對各個分量值的數值分析，設定各個分量閾 值。如果超出給定閾值o.lm，則說明有一組或者數組衛星確定的L1雙差模糊度求解錯誤，將 其重新求解。
[0007] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： 本發明充分利用了網絡RTK參考站坐標精確已知的特性，在使用MW組合觀測值單歷元 求解寬巷模糊度時，將MW組合觀測值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模 糊度進行驗證;在進行衛星L1模糊度求解過程中，將已確定L1模糊度的衛星帶入無電離層 組合模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量對比，對已確定衛星的L1模 糊度進行驗證。本發明具有很高的精度，可以對確定出的整周模糊度進行精確驗證。
【具體實施方式】
[0008] 下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0009] 實施例1 本發明實施例中，一種基于C0RS已知基線分量的參考站模糊度驗證方法，涉及的GNSS 數據包含美國的GPS，俄羅斯的GLONASS，中國的BDS等衛星導航定位系統對應的GNSS數據， 可采用硬盤做數據存儲。本發明在具體實施時可采用電腦進行算法實現，具體各個主要部 分的算法包括:通過網絡RTK基站坐標精確已知這一特點，在使用MW組合觀測值單歷元求解 寬巷模糊度時，將MW組合觀測值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模糊度 進行驗證;在進行衛星L1模糊度求解過程中，將已確定L1模糊度的衛星帶入無電離層組合 模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，對已確定衛星的L1模糊度進行驗證。
[0010] 現對上述各步驟進行詳細說明： 步驟1，將MW組合觀測值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模糊度進 行驗證，其具體實現步驟如下： 步驟1.1，使用MW組合觀測值在單歷元間求解寬巷模糊度，MW組合觀測值求解寬巷模糊 度可以寫成如下形式：
其中：Nw為雙差寬巷模糊度;灸#為波長；= Li - L2為雙差寬巷觀測量；Pi，P2 分別為L1和L2的雙差偽距觀測值；A.p 分別為L1和L2載波對應的波長； 在使用MW組合觀測值求解單歷元寬巷模糊度中，電離層延遲、衛星軌道誤差、對流層延 遲被完全消除，Nw僅僅受到Pp P2，4和\噪音的影響；由誤差分析可知，Nw的噪音主要 由P碼的噪音決定； 步驟1.2,使用真實距離求解的寬巷模糊度，可以寫成如下形式：
其中：Nw為雙差寬巷模糊度;.^為波長;' =? L2為雙差寬巷觀測量;R為衛星 到基準站的雙差真實距離； 對用MW組合單歷元值求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模糊度進行比較，結 合對上述兩種寬巷模糊度的解算數值分析，設定兩個模糊度差值閾值。如果兩個模糊度值 相差超過0.25周時，則認為MW組合中含有粗差，將該組MW組合觀測值剔除。
[0011] 步驟2，對已經確定的L1整周模糊度進行驗證，其具體實現步驟如下： 對于每一顆衛星，其無電離層組合觀測方程： (Lc 1- Mc)ac - -I BdX Trap f ^ ； 其中：Le = - f2.L2，為無電離層組合觀測值；?_f2N2，為無電離層 組合雙差模糊度；&為無電離層組合波長；：RS是衛星到基準站真實距離雙差值；
是衛星到基準站余弦 值，，Y8，知是基準站準確坐標，X，Y，Z是衛星坐標；dX = [dX f dY f dZ]T為基 線在x，y，z三個方向的分量；Tmp為對流層延遲改正；g.為多路徑效應、觀測值噪聲等其他 誤差； 理論上，各個分量的值應該在0附近，結合對各個分量值的數值分析，設定各個分量閾 值。如果超出給定閾值o.lm，則說明有一組或者數組衛星確定的L1雙差模糊度求解錯誤，將 其重新求解。
[0012 ]本發明具有很高的精度，可以對確定出的整周模糊度進行精確驗證。
[0013] 對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在 不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論 從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權 利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有 變化囊括在本發明內。
[0014] 此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包 含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當 將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員 可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1. 一種基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗證方法，其特征在于，包括W下步驟： 步驟1，在寬巷模糊度求解過程中，對每顆衛星，使用MW組合觀測值求解單歷元的寬巷 模糊度，將MW組合觀測值求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模糊度進行比較，W 對MW組合觀測值求解出的寬巷模糊度值進行驗證； 步驟2,對于經過模糊度解算已經固定了 Ll模糊度的衛星，將該衛星已經確定的Ll整周 模糊度帶入到無電離層組合模型中，使用最小二乘方法，反算基線距離，與已知基線分量進 行對比，W對已經確定的Ll模糊度進行驗證。2. 根據權利要求1所述的基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗證方法，其特征在 于，所述步驟1中，對每顆衛星，利用真實距離求解的寬巷模糊度對MW組合觀測值求解的單 歷元寬巷模糊度驗證，步驟如下：步驟1.1，使用MW組合觀測值在單歷元間求解寬巷模糊度，MW組合觀測值求解寬巷模糊 度表示為： 其中：Nw為雙差寬巷模賴 封見測量;Pi, P2分別為Ll和L2 的雙差偽距觀測值;、，人2分： 步驟1.2,使用真實距離， 其中：Nw為雙差寬巷模糊度;Aw為波長;U = ^-Ls為雙差寬巷觀測量;R為衛星到基準站 的雙差真實距離； 對用MV組合觀測值單歷元求解的寬巷模糊度與用真實距離求解的寬巷模糊度進行比 較，結合對上述兩種寬巷模糊度的解算數值分析，設定兩個模糊度差值闊值;如果兩個模糊 度值相差超過0.25周時，則認為MW組合中含有粗差，將該組MW組合觀測值剔除。3. 根據權利要求1所述的基于CORS已知基線分量的參考站模糊度驗證方法，其特征在 于，所述步驟2中，對于經過模糊度解算已經固定Ll模糊度的衛星，將其帶入無電離層組合 模型中，使用最小二乘方法反算基線距離，與已知基線分量進行比較，對已經確定的Ll整周 模糊度進行驗證，組成無電離層組合觀測方程： (Lc+Nc)、= R日+BdX巧rop+e ;其中：Lc = f止廣趾2，為無電離層組合觀測值;Nc = fi化寸2化，為無電離層組合雙差模糊 麼.\"責乎由唐居姐會淋4^.9〇甚節居副葛準站真實距離雙差值；8=[11，1111，111]， 是衛星到基準站余弦值，Xo，Yo，Zo是基準站準 確坐標，X，Y，Z是衛星坐標;dX= [ dX，dY，dZ ]T為基線在X，Y，ZS個方向的分量;Trop為對流 層延遲改正；e為包括多路徑效應、觀測值噪聲在內的誤差； 如果上述各個分量的值超出給定的闊值0.1m，則說明有一組或者數組衛星確定的Ll雙 差模糊度求解錯誤，將其重新求解。
【文檔編號】G01S19/44GK105911574SQ201610152761
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月17日
【發明人】孫紅星, 王暉, 趙存潔
【申請人】孫紅星