【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉及区域对流层大气精细化建模场景，具体地指一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法。
技术介绍
1、在多参考站网络rtk定位中，相比较于电离层，对流层的时空分布特性要显著不同，它是低层大气的一部分，从地球表面延伸到约20公里的高度，并包含了大部分的大气水蒸气，卫星信号穿越对流层受到的延迟要受到水平和高程的双重影响。传统的对流层区域建模策略仅采用了平面坐标进行了插值，忽略了高程因素的影响或者高程偏差的考虑不够完善。当参考站与流动站的高差较大时，显然会带来建模精度的降低，较大的建模残差可能会给终端坐标尤其是高程方向分量带来系统性偏差，甚至会影响终端rtk解算中模糊度的固定效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，以显著提高大高差区域的对流层的建模精度以及终端rtk定位精度。
2、本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，它包括如下步骤：
3、步骤1：对长距离参考站网进行基线解算；
4、步骤2：提取模糊度固定解下的各条基线的双差对流层延迟；
5、步骤3：将各条参与建模基线的对流层延迟补偿到统一的主参考站所在高程面；
6、步骤4：采用传统的平面建模策略建模并内插出流动站与主参考站之间的对流层大气延迟；
7、步骤5：把步骤4中内插出流动站对流层延迟再次补偿至流
8、步骤6：生成流动站的虚拟观测值播发给用户。
9、进一步地，所述步骤1具体为：
10、采用双差非组合函数模型对长距离参考站网进行基线解算，基于双频观测数据的非组合双差观测方程如下：
11、
12、式中，p表示伪距观测值，l为用距离表示的相位观测值，ρ表示卫星到地面接收机的双差几何距离，k表示频点代号，i1表示f1频点的斜路径双差电离层延迟，μk表示与频率相关的电离层延迟系数m和w分别表示对应站点的星间单差湿延迟映射函数和天顶对流层湿延迟，n为对应频点的双差整周模糊度，λ为对应频点的波长，b和r和分别表示基准站和流动站，p和q分别表示参考星和非参考星，εp和εl分别表示伪距和相位的观测值噪声；由于网络rtk模式下基准站的坐标准确已知，则为已知值，其基线解算误差观测方程如下：
13、
14、式中，e表示数学期望；δp与δl表示双差伪距与载波的omc(observed-minus-computed)观测值；待估参数i1、wr、wb和nk分别表示斜路径双差电离层延迟、流动站的天顶对流层湿延迟、基准站的天顶对流层湿延迟和双差模糊度，μk、mr、mb和λk是对应的系数矩阵；根据式(2)即可通过卡尔曼滤波进行解算，模糊度固定之后才能提取到高精度的双差大气延迟，为了提高模糊度固定率，首先将原始频点的模糊度转换为宽巷和窄巷模糊度，然后在模糊度域使用lambda方法分别固定宽巷和窄巷模糊度，当宽巷模糊度固定后，采用下式更新窄巷模糊度：
15、
16、式中，c1＝n1-n2表示宽巷模糊度(wl)，c2＝n1表示窄巷模糊度(nl)，与分别表示浮点解宽巷模糊度、固定解宽巷模糊度、浮点解窄巷模糊度、固定解窄巷模糊度，q是对应的方差协方差阵。
17、进一步地，所述步骤2具体为：窄巷模糊度参数固定后，根据式(4)可提取出每颗固定卫星斜路径上的高精度的双差对流层延迟：
18、
19、进一步地，所述步骤3具体为：假定m、a、b三个参考站构建了一个最小delaunay三角形参与区域对流层建模，其中m站点为主参考站；假定流动站v与几个参考站的高程互差较大，这时候对流层的建模与内插过程需要做高程偏差的补偿；将步骤2提取的各参考站基线对流层延迟用全球气温气压模型gpt2搭配saastamoinen模型补偿与高差相关的部分，即将各条参与建模基线的对流层延迟补偿到统一的主参考站所在高程面，以站点a和b组建的基线为例，如式(5)所示：
20、
21、式中，表示基线ab在模糊度固定之后根据式(4)直接提取的q卫星的双差对流层延迟，p为参考卫星，与是分解出的b与a两个站的星间单差对流层延迟，hb与ha分别是两个站点的高程值，△hab为两个站点的高程差；两个星间单差值添加对流层高程补偿，分别如式(6)与(7)所示：
22、
23、
24、式中，和分别表示经过高程偏差补偿的两个站点的星间单差对流层延迟，和分别表示两个补偿量，具体推导过程如式(8)与(9)所示：
25、
26、
27、式(8)中，hm与hb表示主参考站m与参考站b的高程；ztdb(hm)与ztdb(hb)分别表示用全球气温气压模型gpt2搭配saastamoinen模型计算的站点b在高程hm与hb处的天顶对流层延迟(ztd)；与分别表示卫星q和p在站点b的平面坐标搭配高度hm处的对流层投影函数，与分别表示卫星q和p在站点b的平面坐标搭配自身高度hb处的对流层投影函数，对流层函数的求解基于gmf投影函数；式(9)中的符号含义可参考式(8)；把公式(8)与(9)分别代入到式(6)和(7)中，然后把(6)和(7)带入到式(5)中，便是基线ab补偿到主参考站高程面hm出的双差对流层延迟如式(10)所示：
28、
29、参考基线ab，对其它两条基线也做同样的对流层高程补偿操作，即得到全部归化为高程面hm的建模基线备选组。
30、进一步地，所述步骤4具体为：
31、首先给出传统的对流层平面建模内插策略，基于传统lim模型的某颗卫星q在某条基线下的对流层计算公式如下：
32、
33、式中，(xr,yr)与(xb,yb)分别为某条参与建模的基线的基线坐标高斯平面位置；△xrb＝xr-xb与△yrb＝yr-yb为基线的坐标差值；at与bt为卫星q的平面大气建模系数；其余符号含义与式(1)中一致；假设某颗卫星q在筛选到n条基线参与大气建模，则q卫星基于lim模型的区域对流层建模方程如(12)所示：
34、
35、
36、根据式(13)可求解出对流层平面建模系数，把平面建模系数以及流动站与主参考站的坐标带入公式(13)中，即可内插出流动站所在位置处的对流层延迟：
37、
38、式中，表示内插出流动站位置处的对流层延迟；m和v表示主参考站与流动站的标识，其余符号与式(11)一致；基于步骤3得到的建模基线备选组以及式(11)到式(14)给出的传统lim模型可建模并内插出流动站v与主参考站m之间的的双差对流层大气延迟，此时内插出的对流层延迟为统一归化到主参考站所在高程平面hm的内插值，如式(15)所示：
39、
40、式中，hv与hm分别是流动站v与主本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：它包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：所述步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：所述步骤2具体为：窄巷模糊度参数固定后，根据式(4)可提取出每颗固定卫星斜路径上的高精度的双差对流层延迟：
4.根据权利要求3所述的一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：所述步骤3具体为：假定M、A、B三个参考站构建了一个最小Delaunay三角形参与区域对流层建模，其中M站点为主参考站；假定流动站V与几个参考站的高程互差较大，这时候对流层的建模与内插过程需要做高程偏差的补偿；将步骤2提取的各参考站基线对流层延迟用全球气温气压模型GPT2搭配Saastamoinen模型补偿与高差相关的部分，即将各条参与建模基线的对流层延迟补偿到统一的主参考站所在高程面，以站点A和B组建的基线为例，如式(5)所示：
5.根据权利要求4所述的
6.根据权利要求5所述的一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：所述步骤5具体为：参考式(10)，补偿后的流动站V对流层大气延迟如式(16)与(17)所示：
...【技术特征摘要】
1.一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：它包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：所述步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：所述步骤2具体为：窄巷模糊度参数固定后，根据式(4)可提取出每颗固定卫星斜路径上的高精度的双差对流层延迟：
4.根据权利要求3所述的一种基于高程偏差补偿的多参考站区域对流层线性插值方法，其特征在于：所述步骤3具体为：假定m、a、b三个参考站构建了一个最小delaunay三角形参与区域对流层建模，其中m站点为主参考...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘原峰，曹勇，刘晖，王国辉，张光辉，杨涛涛，尹红，彭强，邓斌，王元喜，李福铭，赵孖珑，覃婉冰，胡富强，王鹏旭，孙方剑，戴陈梦子，杨磊，
申请(专利权)人：湖北能源集团罗田平坦原抽水蓄能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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