[发明专利]利用GNSS浮标的验潮站垂直基准检测方法

权利要求书

1.一种利用GNSS浮标的验潮站垂直基准检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：GNSS精密水准的测量：在实验室内通过精密测量确定进行GNSS浮标天线高的测量，确定GNSS浮标天线相位中心到静止水面的高度h1；

S2：GNSS浮标的现场布放：包括如下小步：

S21：GNSS浮标布放于海洋站附近的开阔海域；

S22：GNSS浮标通过附近固定的浮球进行连接，使其水平位置不发生大的变化；

S23：GNSS浮标的采样频率设置为1Hz；

S3：GNSS静态参考站的架设：在海洋站陆地区域架设GNSS静态参考站，用于GNSS浮标数据的差分后处理；

S4：GNSS观测时间的设定：为保证观测到完整的高低潮，GNSS浮标观测时间应不低于一定的天数；

S5：GNSS浮标SSH的计算：测量结束后，利用PPK差分后处理技术计算GNSS浮标天线相位中心的1Hz的瞬时海面高度SSH0，并减去天线高h1，得到实际的瞬时海面高度SSH1：

式中：为GNSS浮标起始相位模糊度；为GNSS浮标起始历元至观测历元的相位整周数；为GNSS浮标相位观测的小数部分；dρ为同一观测历元各项残差；

S6：潮汐信号SSH的数据滤波：因1Hz的高频SSH1包含海浪波动信号，故采用频率域内的低通滤波剔除GNSS浮标的波动信号，设置滤波窗口为60s，滤波后的残余SSH2即为海洋潮汐信号；

S7：SSH大地水准面差异的消除：因为GNSS浮标和验潮站点的空间位置存在差异，二者的海洋大地水准面存在差异，故利用大地水准面模型进行此项改正，通过GNSS浮标位置和验潮站位置插值大地水准面模型相对于参考椭球的高度，得到GNSS浮标和验潮站的大地水准面高差dh，使残余SSH2减去hd，得到消除大地水准面差异的GNSS浮标潮汐信号SSH3；

S8：GNSS和验潮站垂直基准的统一：包括如下小步：

S81：GNSS浮标SSH和验潮站SSH进行做差，得到二者插值的时间序列；

S82：按照三倍中误差原则剔除粗差，得到可靠的二者差异信息，统计差异的均值和标准差，最终得到验潮站测量基准转换到WGS-84椭球的系统参数，以及精度评估结果；

S83：通过回归分析得到GNSS和验潮站海面高差异的线性系数。

2.根据权利要求1所述的利用GNSS浮标的验潮站垂直基准检测方法，其特征在于，所述S2中GNSS浮标的现场布放中，布放点选择远离大陆的区域不存在和国家高程系统关联的水准点，且布放点应避开山体信号遮挡，防止GNSS信号丢失。

3.根据权利要求1或2所述的利用GNSS浮标的验潮站垂直基准检测方法，其特征在于，所述S2中，GNSS浮标包括浮球和设置在所述浮球内部的GNSS定位模块、通信模块和太阳能电池组，通过与周围固定的浮球连接使其水平位置不发生大的变化。

4.根据权利要求1所述的利用GNSS浮标的验潮站垂直基准检测方法，其特征在于，所述S82中WGS-84椭球的系统参数中，WGS-84是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。

5.根据权利要求4所述的利用GNSS浮标的验潮站垂直基准检测方法，其特征在于，所述S83中，验潮站对于参考椭球的大地水准面高差dh，再结合GNSS天线相位中心相对于瞬时海面的距离h1，求得的独立于GNSS检测得到的GNSS天线大地高数据的一组GNSS天线先验大地高数据加入到常规GNSS定位解算过程的方法。

6.根据权利要求1或5所述的利用GNSS浮标的验潮站垂直基准检测方法，其特征在于，所述S83中，验潮站的高程基准和WGS-84参考椭球的高程基准差异，回归分析得到的坡度等于1.0。