[发明专利]一种采用单频GPS和GLONASS组合精准定位的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位方法，尤其涉及一种采用单频GPS和GLONASS组合精准定位的方法及其系统。

背景技术

GPS是美国的全球定位系统，GLONASS是由俄罗斯研发的卫星导航系统，虽然都是全球卫星导航系统。但在技术方面，GLONASS与GPS有以下几点不同之处：

1、卫星发射频率不同。GPS的卫星信号采用码分多址体制，每颗卫星的信号频率和调制方式相同，不同卫星的信号靠不同的伪码区分。而GLONASS采用频分多址体制，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同。基于这个原因，GLONASS可以防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰，因而，具有更强的抗干扰能力。

2、坐标系不同。GPS使用世界大地坐标系（WGS-84），而GLONASS使用前苏联地心坐标系（PZ-90）。

3、时间标准不同。GPS系统时与世界协调时相关联，而GLONASS则与莫斯科标准时相关联。

4、此外，由于GLONASS没有施加S.A.干扰(Selective Availability)，所以它的民用精度优于施加S.A.干扰的GPS系统。

目前所开发的所有的伪距差分技术，基本采取的是GPS单系统定位解算模式，不能够安全可靠地实现亚米级的定位精度，所以很大程度上限制了GPS在大比例GIS上的应用。

近年来，随着俄罗斯的GLONASS卫星导航系统的不断完善，所以结合GPS系统和GLONASS系统,有望提高定位的精度。但是现有的技术还不能实现GPS和GLONASS的组合精准定位。

发明内容

本发明是为了解决现有技术存在的上述问题，而提供的一种采用单频GPS和GLONASS组合精准定位的方法及其系统，该方法和系统中采取了相位辅助扩展卡尔曼滤波(EKF)的新技术，实现亚米级伪距差分定位精度，并且增加了系统的稳定性和可靠性。

本发明采取的技术方案是：一种采用单频GPS和GLONASS组合精准定位的方法,其特征在于，包括：

建立基准站和移动站的步骤，所述的基准站和移动站的定位模块包括单频GPS芯片和单频GLONASS芯片；

基准站和移动站分别读取各自的GPS芯片和GLONASS芯片输出的广播星历的步骤；

基准站和移动站分别将对GLONASS系统与GPS系统进行时间同步的步骤；

基准站和移动站根据各自的GPS和GLONASS芯片的广播星历，分别计算出GPS和GLONASS的卫星位置的步骤；

移动站读取其GPS和GLONASS芯片输出的原始伪距相位数据的步骤；

基准站读取其GPS和GLONASS芯片输出的原始伪距数据的步骤；

基准站根据该基准站的位置、获得的GPS和GLONASS的卫星位置、以及读取的GPS和GLONASS芯片输出的原始伪距数据，计算出基准站的伪距差分改正数的步骤；

将基准站计算的伪距差分改正数送到移动站的步骤；

根据移动站获得的GPS和GLONASS的卫星位置、读取的GPS和GLONASS芯片输出的原始伪距相位数据、以及基准站得到的伪距差分改正数，移动站采用卡尔曼滤波方法计算出定位结果的步骤。

上述一种采用单频GPS和GLONASS组合精准定位的方法，其中，所述的定位模块选取的要求是：可以分别接收1575.42MHz GPSL1的信号和GLONASS信号,并且能输出原始伪距数据和原始伪距相位数据,单点定位精度为2m，输出频率为1Hz。

上述一种采用单频GPS和GLONASS组合精准定位的方法，其中，所述的将GLONASS的时间与GPS时间同步的步骤具体采用如下的运算公式：

GPST=GLONASST-14s，其中s是秒。

上述一种采用单频GPS和GLONASS组合精准定位的方法，其中，所述的计算出GLONASS的卫星位置的步骤中，还包括将所述的GLONASS系统坐标系转换成GPS坐标系的过程；该坐标系转换公式为：