【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动态北斗差分定位，尤其涉及一种动态条件下快速北斗差分定位方法及系统。
技术介绍
1、在高精度动态北斗差分定位中，一般使用载波相位作为观测值，在“星－站”之间构造双差模型，以达到削弱或消除某些共同误差的目的，如对流层延迟、电离层延迟、接收机钟差、卫星钟差等，从而得到高精度的定位结果。使用双差模型时要求在基准站和运动载体上移动站均配置同样采样率的接收机，进行同步观测。但在很多动态场景中，运动载体上移动站接收机的数据采样率要远高于基准站，造成在一些观测时刻运动载体上移动站与基准站之间无同步观测数据，不能构造双差模型，而如果要在基准站配置同样采样率的接收机，则会增加系统成本。同时，在实际应用中，基准站在将数据发送至移动站接收机的过程中，也不可避免地存在数据传输误码等现象，此时也不能构造双差模型，从而影响差分定位。
2、为解决上述问题，目前常分两步计算运动载体的坐标。首先对具有同步观测值的时刻，则采用双差模型解算运动载体的坐标；然后利用历元间相位单差观测值解算非同步观测时刻的运动载体坐标。但由于参考历元选择方法的不同，使得现有方法会造成误差累计，影响定位结果精度，或只适用于静态数据的处理，不适合实时数据处理。
3、目前解决高精度动态北斗差分定位中数据采样率不同步的问题的常用方法是分两步计算运动载体的坐标，但这种方法存在一些缺点和问题：（1）误差累积：由于参考历元选择方法的不同，使得现有方法会造成误差累计，进而影响定位结果的精度。（2）非实时性：现有方法需要先收集同步观测值的时刻，然后才能进行解算，因此
技术实现思路
1、为解决因运动载体上移动站接收机采样率高于基准站接收机或者基准站传输误码等因素引起的观测值时刻不同步，进而造成双差模型解算方法失效问题。本专利技术提出了一种动态条件下快速北斗差分定位方法，通过构造噪声最小的组合观测值，实时定位解算且无误差累积，有效解决了运动载体在无同步观测值情况下的实时高精度定位问题。
2、本专利技术是这样实现的，一种动态条件下快速北斗差分定位方法，采用历元间单差误差方程构建模型，结合精选的观测值和参考历元，以及实施双差－单差模型交替策略进行高采样率数据处理。
3、进一步，该方法具体包括：s1：构建历元间单差误差方程；s2：选取观测值；s3：选取参考历元；s4：使用双差－单差模型交替的策略实现高采样率的数据处理。
4、进一步，所述s1具体包括：a. 收集并处理原始观测数据：从北斗卫星接收设备获取原始观测数据，包括卫星的伪距、载波相位信息；在数据处理过程中，对异常数据进行剔除和纠正。b. 计算历元间单差：对于每个历元，计算相邻历元之间卫星观测值的差值，消除卫星钟差、大气延迟误差的影响。
5、进一步，设历元时刻运动载体的坐标已知，则可将其视为参考历元，则可得历元间单差观测值误差方程：在单差观测值误差方程中，载波相位观测值在至历元间无周跳，则模糊度相等，并忽略对流层延迟、电离层延迟变化的影响，卫星钟差、可通过广播星历钟差参数计算，则历元间单差误差方程中共有4个未知参数，分别为运动载体坐标以及历元间接收机钟差之差。当观测值数大于等于4时即可进行平差解算。
6、进一步，所述s2具体包括：a.数据平滑与滤波：对观测数据进行平滑处理，减小噪声的影响；b. 一致性检测与信噪比评估：通过一致性检测，检查观测数据中的异常值；同时，评估信噪比以确定信号质量；根据评估结果，筛选出高质量的观测值。
7、进一步，由单差观测值误差方程可知，历元间差分观测值主要受观测噪声的影响，因此应选取噪声小的观测值进行平差计算。对于北斗系统b1和b3频点，其线性组合观测值及其方差可表示为：式中，为线性组合观测值，、为组合系数，、分别为北斗系统b1、b3频点的波长，是线性组合观测值的中误差，、分别为b1、b3频点载波相位观测值的中误差。令，则方差可写为：为满足最小以及观测方程中卫地距系数为1，、需满足：则可得：则使用该组合系数，可得到噪声最小的组合观测值。
8、进一步，所述s3具体包括：a.信号质量与卫星几何分布：在选取参考历元时，采用信号质量较好、卫星几何分布较优的历元；b. 滑动窗口方法：利用滑动窗口方法在一定范围内查找最佳参考历元；设置一个固定大小的窗口，在每次迭代过程中，窗口向前滑动一个历元，然后在窗口范围内选取最佳参考历元。
9、进一步，设历元具有基准站接收机和运动载体上移动站接收机的同步观测数据，、、历元只有移动站接收机的观测数据。则可使用双差模型解算历元时刻的运动载体坐标，而使用历元间单差模型解算、、历元时刻的运动载体坐标。
10、进一步，所述s4具体包括：当运动载体上移动站接收机与基准站接收机观测数据同步时，则采用双差模型解算运动载体的坐标，当移动站接收机与基准站接收机观测数据不同步时，则采用历元间单差模型解算运动载体的坐标，通过使用上述双差－单差模型交替的策略即可实现高采样率的数据处理。
11、本专利技术的另一目的在于提供一种动态条件下快速北斗差分定位系统，实现上述差分定位方法，系统包括：历元间单差误差方程构建模块：该模块负责处理原始观测数据，计算历元间单差误差方程；该模块的输入是原始观测数据，输出是历元间单差误差方程。观测值选取模块：该模块负责筛选和剔除异常观测值和噪声，选取高质量的观测值，输入为历元间单差误差方程，输出为筛选后的观测值。参考历元选取模块：该模块负责选择合适的参考历元作为定位计算的基准，输入为筛选后的观测值，输出为选定的参考历元。双差－单差模型交替处理模块：该模块负责实现双差－单差模型交替策略，实现高采样率数据处理，输入为筛选后的观测值和选定的参考历元，输出为定位结果。
12、本专利技术的优点和积极效果具体描述如下：（1）提高定位精度：通过构建历元间单差误差方程，能够有效消除卫星钟差、大气延迟等误差影响，从而提高差分定位的精度。同时，通过双差－单差模型交替策略，可以在粗定位的基础上进行细化和优化，进一步提高定位精度。（2）提高定位可靠性和稳定性：通过观测值选取，有效剔除异常值和噪声，选取高质量的观测值，从而提高定位结果的可靠性和稳定性。（3）减少计算量：通过参考历元选取，可以选取一个合适的基准，从而减少计算量，并提高定位精度。此外，双差－单差模型交替策略也有助于快速得出定位结果，节省计算资源。（4）适应动态场景：此方法针对动态条件进行了优化，能够在动态场景下实现快速北斗差分定位。这对于需要实时定位的场景（如无人驾驶、船舶导航等）具有重要意义。（5）灵活性：在实际应用中，可以根据具体情况对方法进行调整和优化，以满足不同场景的需求。这使得该方法具有很高的灵活性，能够适应多种应用场景。
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1.一种动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，采用历元间单差误差方程构建模型，结合精选的观测值和参考历元，以及实施双差－单差模型交替策略进行高采样率数据处理。
2.如权利要求1所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，该方法具体包括：
3.如权利要求2所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，所述S1具体包括：
4.如权利要求3所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，S1对应b中设历元时刻运动载体的坐标已知，则可将其视为参考历元，则可得历元间单差观测值误差方程：在单差观测值误差方程中，载波相位观测值在至历元间无周跳，则模糊度相等，并忽略对流层延迟、电离层延迟变化的影响，卫星钟差、可通过广播星历钟差参数计算，则历元间单差误差方程中共有4个未知参数，分别为运动载体坐标以及历元间接收机钟差之差；当观测值数大于等于4时即可进行平差解算。
5.如权利要求2所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，所述S2具体包括：
6.如权利要求5所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，S2中由单差观测值误
7.如权利要求2所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，所述S3具体包括：
8.如权利要求7所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，S3对应b中设历元具有基准站接收机和运动载体上移动站接收机的同步观测数据，、、历元只有移动站接收机的观测数据；则可使用双差模型解算历元时刻的运动载体坐标，而使用历元间单差模型解算、、历元时刻的运动载体坐标。
9.如权利要求2所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，所述S4具体包括：
10.一种动态条件下快速北斗差分定位系统，实现如权利要求1至6任一项所述差分定位方法，其特征在于，所述系统包括：历元间单差误差方程构建模块：该模块负责处理原始观测数据，计算历元间单差误差方程，该模块的输入是原始观测数据，输出是历元间单差误差方程；观测值选取模块：该模块负责筛选和剔除异常观测值和噪声，选取高质量的观测值，输入为历元间单差误差方程，输出为筛选后的观测值；参考历元选取模块：该模块负责选择合适的参考历元作为定位计算的基准，输入为筛选后的观测值，输出为选定的参考历元；双差－单差模型交替处理模块：该模块负责实现双差－单差模型交替策略，实现高采样率数据处理；输入为筛选后的观测值和选定的参考历元，输出为定位结果。
...【技术特征摘要】
1.一种动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，采用历元间单差误差方程构建模型，结合精选的观测值和参考历元，以及实施双差－单差模型交替策略进行高采样率数据处理。
2.如权利要求1所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，该方法具体包括：
3.如权利要求2所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，所述s1具体包括：
4.如权利要求3所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，s1对应b中设历元时刻运动载体的坐标已知，则可将其视为参考历元，则可得历元间单差观测值误差方程：在单差观测值误差方程中，载波相位观测值在至历元间无周跳，则模糊度相等，并忽略对流层延迟、电离层延迟变化的影响，卫星钟差、可通过广播星历钟差参数计算，则历元间单差误差方程中共有4个未知参数，分别为运动载体坐标以及历元间接收机钟差之差；当观测值数大于等于4时即可进行平差解算。
5.如权利要求2所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，所述s2具体包括：
6.如权利要求5所述动态条件下快速北斗差分定位方法，其特征在于，s2中由单差观测值误差方程可知，历元间差分观测值主要受观测噪声的影响，选取噪声小的观测值进行平差计算；对于北斗系统b1和b3频点，其线性组合观测值及其方差可表示为：式中，为线性组合观测值，、为组合系数，、分别为北斗系统b1、b3频点的波长，是线性组合观测值的中误差，、分别为b1、b3频...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓峰，朱东伟，
申请(专利权)人：北京李龚导航科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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