[发明专利]连续运行参考站系统站间整周模糊度网络固定方法

权利要求书

1.连续运行参考站系统站间整周模糊度网络固定方法，其特征在于：首先利用载 波与伪距的线性组合求解宽巷模糊度浮点解，根据宽巷模糊度的长波特性，通过多历 元求解平均值确定宽巷模糊度整数解，即宽巷整周模糊度；然后通过Neill模型估计 对流层延迟干湿分量，采用电离层无关组合分离出L1载波双差模糊度，继而确定L2 载波双差模糊度；最后进行整周模糊度解算的正确性检验；

具体按以下步骤：

(1)各个参考站连续采集观测数据，并实时传输到中心服务器，对应添加到各条 基线两端的基站中，即输入了包括L1，L2载波相位观测值、P1，P2伪距观测量信息；

(2)根据现场实际情况选择以下两种方法解算确定宽巷整周模糊度：

1)基线长度为30～50km时，采用宽巷组合定义求解法：

根据双频宽巷组合观测值的定义，把宽巷模糊度表示成：

式中，为双差算子；N_w为宽巷模糊度；和分别为L₁、L₂波段载波 相位观测值；f₁、f₂为L₁、L₂波段的频率；λ_w＝c/(f₁-f₂)为宽巷观测值的波长；ρ， O，T，I，M，ε分别为卫地距、轨道误差、对流层延迟、电离层延迟、多路径效 应及观测噪声；

在连续运行参考站CORS网络中，卫星轨道误差和多路径效应影响忽略不计，卫 地距能够精确计算得到，故在上式中，主要受电离层与对流层的双差残差影响， 由于双差对流层主要受基线长度以及卫星高度角大小的影响，即随着基线长度的增大 而增大，随卫星高度角的增大而减小，特别是低高度角卫星双差对流层延迟急剧增大， 因此，当基线长度在一定范围内，通过设定卫星截止高度角10～20°，再考虑到宽巷 波长λ_w＝86.2cm，电离层与对流层的双差残差对宽巷模糊度的影响能够控制在半周之 内，利用该求解法单历元即能够确定的值，即双差宽巷模糊度；

2)基线长度为50～100km时，采用双频伪距P码P1、P2和相位观测值线性组合 求解法：

由于双频码相关的GPS接收机，不但能够获得载波相位观测值，而且还能获得 L1，L2频率上的P码伪距，采用双频P码和相位观测值的线性组合法求解宽巷模糊度：

式中P₁，P₂分别为L₁、L₂波段P码伪距值；根据噪声的偶然误差特性，采用综合 多历元观测数据进行求解；

(3)L1、L2双差模糊度解算

在双差宽巷模糊度确定之后，利用与电离层无关的线性组合，同时采用Neill模 型估计对流层延迟干湿分量，通过序贯最小二乘条件平差快速固定L1双差模糊度，继 而确定L2双差整周模糊度；

采用电离层无关线性组合确定即求解L1双差模糊度：

式中，为双差算子；为无电离层延迟组合观测值，ρ为站星距，O为轨 道误差，T为对流层延迟，顾及窄巷观测值波长λ_n＝c/(f₁+f₂)及根据宽巷模糊度定义 Δ▿N2=Δ▿N1-Δ▿Nw,]]>有

引入映射函数，将其表示为天顶延迟和关于卫星高度角的映射函数的乘积，将L1 的双差模糊度作为待估参数，天顶对流层延迟ZD能够由Neill模型得到其初值， 按下式计算：

式中，MF(·)为对流层映射函数；λ_n，λ_w分别是窄巷和宽巷观测的波长； 为无电离层组合；为宽巷模糊度；f₁，f₂为L1和 L2的频率；是双差卫地距；p，q为参考站编号；k+1为观测卫星数；

采用序贯平差进行L1载波双差模糊度的解算，序贯平差解算方法如下：

设在t_k历元，有m+1个卫星，有n_k×1观测向量L_k，相应的协方差矩阵为Q_k，权 矩阵为在t_k-1历元获得模型参数向量估计值相应的协方差矩阵为 Q_k-1，误差方程为：

Vk=AkX^k-Lk]]>

式中：

为n_k×(m+2)设计矩阵；

为n_k×1观测矩阵；

X^k=ZDpZDqΔ▿N1···T]]>为(m+2)×1状态估计向量；

解算过程如下：

PX^k=AkTPkAk+PXk-1^PLk=AkTPkLk+PLk-1X^k=PX^k-1PLk=PX^k-1(AkTPkLk+PXk-1^Xk-1^)]]>

初始值为PX^1=A1TP1A1,]]>PL1=A1TP1L1;]]>

通过上述序贯平差法，即能够确定L1双差模糊度

L2双差模糊度：Δ▿N2=Δ▿N1-Δ▿Nw;]]>

(4)L1、L2双差模糊度正确性的网络检验：

采用Delaunay三角网时，以三角形为基本解算单元，三条基线选取相同的参 考卫星进行双差组合，则对于网络内任意解算单元的三条基线而言，它们的相应模 糊度都存在以下关系，满足以下关系L1、L2双差模糊度正确，

Δ▿NABij+Δ▿NBCij+Δ▿NCAij=0.]]>