[发明专利]一种实时北斗精密相对定位的方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星定位领域，特别涉及一种实时北斗精密相对定位的方法。

背景技术

实时北斗精密相对定位技术是一种利用北斗高精度载波相位观测值的实时动态差分定位技术，常被称为RTK(Real-Time Kinematic)技术，在车辆导航、飞机盲降和驾校自动监考等领域有广泛的应用前景。在进行RTK工作时，基准站需将自己的载波相位观测值等信息通过数据通讯设备实时播发给周围工作的移动站。移动站利用自己的北斗卫星导航测量数据和接收到的基准站测量数据，进行载波相位差分相对定位，实现移动站实时精密定位，定位精度为厘米量级。目前已有的用于实时卫星精密相对定位方法主要有同步载波相位差分相对定位法(参见[1]Stephen J.Comstock.Development of A Low-Latency,High Data Rate,Differential GPS Relative Positioning System for UAV Formation Flight Control.Dissertation,Air Force Institute of Technology，2006.[2]程伟。基于DSP的GPS动态载波相位差分技术研究，西北工业大学，2006.)，这种典型的方法难以有效解决以下问题：基准站数据链路通信时延；移动站位置输出更新率有限。

发明内容

本发明针对北斗实时精密定位技术中存在的移动站动态定位实时性难 以提高的问题，提出了非同步载波相位差分相对定位方法。该方法利用基准站低更新率播发的历史时刻卫星导航测量数据和移动站当前时刻的卫星导航测量数据，进行时间异步站间载波相位差分相对定位，解决了基准站差分测量数据播发通信时延问题，可实现移动站高更新率实时精密相对定位，并且避免了同步载波相位差分定位技术中的数据同步过程。该方法同样适用于GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)精密动态相对定位。

具体技术方案为：

一种实时北斗精密相对定位的方法，包括以下步骤：

步骤一，整周模糊度参数初始化：利用基准站和移动站的同步北斗观测数据初始化载波相位整周模糊度参数；

步骤二，周跳探测：对站星间的非同步双差载波相位进行周跳探测，对发生周跳的卫星进行标记；

步骤三，伪距单点定位：利用基准站、移动站的北斗伪距观测信息，分别进行基准站和移动站伪距单点定位，获得基准站和移动站的绝对位置，获得基准站测量时的北斗卫星信号发送时刻的卫星坐标及钟差和移动站测量时的北斗卫星信号发送时刻的卫星坐标及钟差；

步骤四，基准站与移动站的观测历元差判断：计算基准站的观测历元与移动站的观测历元之差，如果差值大于15s，则返回步骤一，否则进入步骤五；

步骤五，周跳修复：采用附加模糊度参数方法修复发生周跳的卫星的整周模糊度，即利用未发生周跳的卫星的整周模糊度计算发生周跳的卫星 的整周模糊度；

步骤六，求解基准站与移动站的相对位置：利用基准站和移动站的非差非同步载波相位观测数据和卫星坐标以及钟差，建立非同步载波相位双差相对定位观测方程，计算基准站与移动站的相对位置。

进一步地，所述步骤六中建立非同步载波相位双差相对定位观测方程，计算基准站与移动站的相对位置，具体过程为：

(S1)建立载波相位双差观测方程组：利用基准站和移动站的非差载波相位观测值及广播星历信息，建立双差载波相位相对定位观测方程；设基准站A在观测时刻t₀，测得i号卫星的非差载波相位观测值为和j号卫星的非差载波相位观测值为移动站B在观测时刻t₁，测得i号卫星的非差载波相位观测值为和j号卫星的非差载波相位观测值为 i,j为整数。

定义：