一种基于北斗PPP-B2b的定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于北斗PPP

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗PPP
‑
B2b的定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及全球卫星导航
，尤其涉及一种基于北斗PPP
‑
B2b的定位方法及系统。

技术介绍

[0002]广域的实时、高精度定位是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)应用领域发展的趋势，特别是北斗三号的建成，催生了我国自动驾驶、精细农业等新兴领域对GNSS实时高精度定位的需求。广域实时精密定位技术是在广域差分定位技术的基础上，通过导航卫星实时精密轨道与钟差等核心技术的革新，生成高精度实时卫星轨道、钟差、电离层信息，用户采用基于载波相位观测值的精密单点定位实现广域双频实时动态精度分米级的差分定位技术。当前国际全球卫星导航系统服务中心(International GNSS Service,IGS)提供的超快速钟差产品的精度约为3ns，无法满足高精度定位需求。
[0003]制约广域实时、高精度定位的难点技术之一就是高频精密钟差的解算，计算卫星钟差的方法包括：非差、历元差分以及混合历元差分三种模式；其中，第一种模式一般采用消电离层组合GNSS的观测值进行非差解算，解算的模糊度为浮点解,估计的卫星钟差前期依赖于伪距观测值的精度和卫星几何构型的变化,模糊度收敛需要一定的时间；第二种模式历元间差分消除了大量的模糊度参数，减少了模糊度估计时间，但初始时刻卫星钟差会引入与卫星相关的偏差，最后解算的钟差可靠性较差；第三种模式往往依赖伪距观测值的精度，在钟差初始阶段需要连续的卫星观测值，在解算过程中，若出现卫星信号遮挡，钟差就需要重新初始化。因此，亟需一种定方法能够在模糊度固定的情况下解算高频精密卫星钟差实现广域实时精密定位。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种基于北斗PPP
‑
B2b的定位方法及系统，旨在实现广域实时精密定位。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于北斗PPP
‑
B2b的定位方法，所述方法包括：
[0006]获取由北斗三号系统地球同步轨道卫星播发的PPP
‑
B2b轨道改正数；
[0007]根据所述PPP
‑
B2b轨道改正数，建立包含多定位系统的多颗卫星的卫星钟差、多颗卫星和多个基准站服务端的对应待估参数的第一全网态空间误差估计模型；
[0008]对所述第一全网态空间误差估计模型引入基准约束，并进行参数重定义，求解所述卫星钟差和所述对应待估参数，以使根据求解出的卫星钟差进行定位。
[0009]本专利技术采用获取由北斗三号系统地球同步轨道卫星播发的PPP
‑
B2b轨道改正数，能够降低实现实时精密定位的额外成本；采用基准约束和对模型参数重定义，能够快速实现对卫星钟差的解算，提高卫星钟差的精度和可靠性；与差分和混合差分解算卫星钟差的方法相比，无需引入卫星基准偏差和无需依赖于伪距的观测值精度，就能够实现高精度的实时定位，获得的时间坐标序列能够用于对定位进行精度评估；同时，可以解算对应待估参
数，无需另外进行求解，能够减少计算量。
[0010]进一步，所述对所述第一全网态空间误差估计模型引入基准约束，并进行参数重定义，求解所述卫星钟差和所述对应待估参数，包括：
[0011]对各频点的伪距偏差进行第一参数重组，依次得到接收机和卫星的第一频点观测值与第二频点观测值的硬件延迟偏差；
[0012]根据接收机和卫星对应的硬件延迟偏差，重定义所述第一全网状态空间误差估计模型中卫星钟差和对应待估参数，得到具有整数特性的模糊度参数的第二全网状态空间误差估计模型；
[0013]对所述具有整数特性的模糊度参数的浮点解进行搜索，得到模糊度固定解，根据所述模糊度固定解，计算卫星钟差和对应待估参数。
[0014]本专利技术采用基准约束和对模型参数进行重组，能够消除模型中电离层、相位偏差和模糊度之间的相关性，能够减少计算复杂度，能够在模糊度固定解的情况下可以快速实现卫星钟差的解算，从而提高卫星钟差的精度和可靠性。
[0015]进一步，所述对各频点的伪距偏差进行第一参数重组，依次得到接收机和卫星的第一频点观测值与第二频点观测值的硬件延迟偏差，具体为：
[0016]将各频点的伪距偏差分为与频率相关项和与频率无关项，分别得到接收机和卫星对应的伪距偏差；
[0017]根据接收机和卫星对应的伪距偏差，计算第一频点观测值与第二频点观测值的硬件延迟偏差，得到接收机和卫星对应的硬件延迟偏差。
[0018]进一步，所述根据接收机和卫星对应的硬件延迟偏差，重定义所述第一全网状态空间误差估计模型中卫星钟差和对应待估参数，包括：
[0019]根据接收机和卫星对应的硬件延迟偏差，并以接收机和卫星对应的无电离层伪距偏差基准和硬件延迟基准为第一基准约束，对所述第一全网状态空间误差估计模型中的卫星钟差和对应待估参数进行第二参数重组，得到第三全网状态空间误差估计模型；
[0020]以观测卫星数最多的基准站作为核心基准站，以所述核心基准站的接收机钟差和对应接收机的多频硬件延迟偏差为第二基准约束，重定义所述第三全网状态空间误差估计模型中的参数，依次得到各基准站对应的第四全网状态空间误差估计模型；
[0021]根据所述核心基准站对应的接收机载波偏差和所述核心基准站对应的模糊度为第三基准约束，重定义卫星载波偏差、非核心基准站的接收机相位偏差和非核心基准站对应的模糊度，依次得到各基准站对应的第五全网状态空间误差估计模型。
[0022]本专利技术采用对参数进行多次重组，能够消除对应模型中参数之间的相关性，并以核心基准站的参数作为基准，进一步消除非核心基准站的参数之间的相关性，能够降低定位的计算复杂度，并且减少计算量，以使能够快速求解最终模型中的卫星钟差，并提高基于北斗PPP
‑
B2b定位的精度，从而提高基于北斗PPP
‑
B2b定位的可靠性。
[0023]进一步，在所述各基准站对应的第五全网状态空间误差估计模型之后，还包括：
[0024]以初始历元首颗卫星的模糊度为第四基准约束，重定义非核心基准站接收机的载波偏差和接收机对应的模糊度，得到非核心基站的第六全网状态空间误差估计模型。
[0025]进一步，在构建第一全网状态空间误差估计模型之后，还包括：将所述第一全网状态空间误差估计模型中的观测方程，转换成矩阵表示的形式，以使进行求解。
[0026]本专利技术采用将模型中的载波相位观测值方程转换为由矩阵表达的形式，能够便于后续求解卫星钟差，和确定参数数量，能够减少计算复杂度和减少计算量，从而能够快速求解最终模型中的卫星钟差，并提高基于北斗PPP
‑
B2b定位的精度。
[0027]进一步，所述第二全网状态空间误差估计模型具体为：
[0028]根据核心基准站对应的第五全网状态空间误差估计模型和各非核心基站本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗PPP
‑
B2b的定位方法，其特征在于，所述方法包括：获取由北斗三号系统地球同步轨道卫星播发的PPP
‑
B2b轨道改正数；根据所述PPP
‑
B2b轨道改正数，建立包含多定位系统的多颗卫星的卫星钟差、多颗卫星和多个基准站服务端的对应待估参数的第一全网态空间误差估计模型；对所述第一全网态空间误差估计模型引入基准约束，并进行参数重定义，求解所述卫星钟差和所述对应待估参数，以使根据求解出的卫星钟差进行定位。2.如权利要求1所述的基于北斗PPP
‑
B2b的定位方法，其特征在于，所述对所述第一全网态空间误差估计模型引入基准约束，并进行参数重定义，求解所述卫星钟差和所述对应待估参数，包括：对各频点的伪距偏差进行第一参数重组，依次得到接收机和卫星的第一频点观测值与第二频点观测值的硬件延迟偏差；根据接收机和卫星对应的硬件延迟偏差，重定义所述第一全网状态空间误差估计模型中卫星钟差和对应待估参数，得到具有整数特性的模糊度参数的第二全网状态空间误差估计模型；对所述具有整数特性的模糊度参数的浮点解进行搜索，得到模糊度固定解，根据所述模糊度固定解，计算卫星钟差和对应待估参数。3.如权利要求2所述的基于北斗PPP
‑
B2b的定位方法，其特征在于，所述对各频点的伪距偏差进行第一参数重组，依次得到接收机和卫星的第一频点观测值与第二频点观测值的硬件延迟偏差，具体为：将各频点的伪距偏差分为与频率相关项和与频率无关项，分别得到接收机和卫星对应的伪距偏差；根据接收机和卫星对应的伪距偏差，计算第一频点观测值与第二频点观测值的硬件延迟偏差，得到接收机和卫星对应的硬件延迟偏差。4.如权利要求2所述的基于北斗PPP
‑
B2b的定位方法，其特征在于，所述根据接收机和卫星对应的硬件延迟偏差，重定义所述第一全网状态空间误差估计模型中卫星钟差和对应待估参数，包括：根据接收机和卫星对应的硬件延迟偏差，并以接收机和卫星对应的无电离层伪距偏差基准和硬件延迟基准为第一基准约束，对所述第一全网状态空间误差估计模型中的卫星钟差和对应待估参数进行第二参数重组，得到第三全网状态空间误差估计模型；以观测卫星数最多的基准站作为核心基准站，以所述核心基准站的接收机钟差和对应接收机的多频硬件延迟偏差为第二基准约束，重定义所述第三全网状态空间误差估计模型中的参数，依次得到各基准站对应的第四全网状态空间误差估计模型；根据所述核心基准站对应的接收机载波偏差和所述核心基准站对应的模糊度为第三基准约束，重定义卫星载...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨戬，邵璠，范明灿，陈靖云，
申请(专利权)人：国汽大有时空科技安庆有限公司，
类型：发明
国别省市：