[发明专利]GNSS网络差分定位基准站网构造方法与动态更新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种GNSS网络差分定位基准站网构造方法与动态更新方法，属于GNSS网络差分定位领域。

背景技术

GNSS网络差分定位技术是目前卫星定位领域的热门技术，广泛应用于测绘及国土资源调查等行业，该定位系统通常包含有多个基准站，构成覆盖某一区域的基准站网络，基准站的分布状况将直接影响到基线模糊度解算效率和参数估计精度。当前，GNSS网络差分定位技术的发展呈现出实时化和规模化的特点，基准站和用户数量都在不断的增加，这样控制中心的计算、通信负荷也越来越大，同时还面临着选用哪些基准站进行定位解算以及由于基准站加密或临时不可用所带来的网络实时动态更新等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷提出一种GNSS网络差分定位基准站网构造方法与动态更新方法。

本发明GNSS网络差分定位基准站网构造方法与动态更新方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将各基准站与高等级GNSS控制点静态联测得到各基准站的实时信息，将各基准站的实时信息经过基线解算和网平差解算得到各基准站的WGS-84大地坐标，将WGS-84大地坐标以基准站当地子午线作为中央子午线进行高斯投影得到WGS-84平面坐标，再将WGS-84平面坐标通过七参数转换或四参数转换得到地方平面坐标，则二维平面上每个地方平面坐标所在的离散点位就代表相应的基准站，以距离最短的两个离散点位所在基线作为初始三角形的初始边；

(2)构造初始三角形

将步骤(1)所述的初始三角形的初始边经过Delaunay构网得到三角形的第三点，第三点与初始边构成初始三角形，其中第三点即步骤(1)所述的离散点；

(3)将步骤(2)所述初始三角形的三条边分别作为初始边重复步骤(2)构成新的三角形；

(4)构造三角网

将所有新三角形未构建的两条边分别作为初始边重复步骤(2)构成新的三角形；

重复步骤(4)直至步骤(1)所述的离散点都遍历完毕得到三角网即基准站网；

(5)基准站网的动态更新

当步骤(4)所述的基准站网中增加基准站，则重复步骤(1)至(4)重新生成新的基准站网；

当步骤(4)所述的基准站网中某个基准站出现故障时，将步骤(4)生成的三角网中与出现故障的基准站对应的离散点删除，然后重复步骤(1)至(4)重新生成新的基准站网。

GNSS网络差分定位基准站网的节点是各基准站，具有空间位置属性，边则是由基准站坐标数据计算得到的基线，具有长度、方向等属性，由此采用网络差分定位技术形成的就是以基线为边的网络，并且网络覆盖的范围也就是服务区域可以通过各节点的分布情况来度量。对于包含数十个基准站的中小型GNSS基准站网络，覆盖范围约为数万平方公里，考虑到基准站地理空间分布上的特点，通常高程方向上变化范围较小，因此可以简化为二维平面上离散数据点的网络构造问题。如果能够将这些离散分布在地球表面的基准站按照某种规则形成特定的网络结构，则移动站就可以根据其概略坐标位置决定用于定位的基准站，从而计算出移动站的综合误差并最终实现GNSS网络差分定位。

本发明的优点及有益效果：本发明可应用于以下领域或行业：

(1)各级国土、测绘、勘查等部门建立GNSS连续运行卫星基准站网络用于实时定位获取位置信息；

(2)数字地面模型建立、数字地图综合等地学应用领域。

其优点为：本发明把表示GNSS基准站位置的空间坐标数据通过高斯投影到二维平面，将二维平面坐标点看成离散几何数据，按照Delaunay三角网的构网规则自动构建基准站网。三角形网络结构的优点是不言而喻的，用户在一个三角形区域内移动时，选用的基准站与移动站所在基线始终保持较强的相关性，而当移动站离开这一三角形时，系统通过实时的三角形区域选择，又将移动站锁定在新的三角形单元内，这样就始终保持了用户的移动轨迹与改正区域的最大程度符合，保证了较高的误差改正精度，同时由于只选用3个基准站参与定位解算，减轻了控制中心的计算负担。同时本发明涉及的方法还可以完成基准站网络的实时动态更新，即在需要添加新的基准站或者临时停用某个基准站时，可以借助本方法实现实时的更新，始终保持各基准站组成唯一的优化网形，确保移动站定位时的精度需求。

附图说明

图1是本发明涉及的GNSS网络差分定位基准站系统示意图；

图2是本发明GNSS基准站网络构造方法的流程图；

图3是采用本发明方法构造的某基准站网实例图；