[发明专利]一种基于天地一体化的广域高精度定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于天地一体化的广域高精度定位系统，其特征在于，包括广域参考站(1)、区域参考站(2)、高精度增强服务平台(3)、定位终端(4)以及通信网络(5)，其中，

所述广域参考站(1)和所述区域参考站(2)用于接收来自GNSS卫星的原始观测数据，所述原始观测数据包括GNSS卫星的伪距观测值、载波观测值、信噪比和多普勒观测值，所述区域参考站(2)为间距在100Km以内设置的GNSS接收机；

所述通信网络(5)包括卫星通信网络和地面通信网络；

所述高精度增强服务平台(3)通过所述地面通信网络接收来自所述广域参考站(1)和所述区域参考站(2)的原始观测数据并根据所述原始观测数据获得实时增强信息并对所述实时增强信息进行播发；

所述定位终端(4)利用所述卫星通信网络或所述地面通信网络接收所述实时增强信息，并根据所述实时增强信息和接收的GNSS导航信号获得定位结果，

所述高精度增强服务平台(3)包括数据综合处理模块(31)、增强信息播发处理模块(32)和运行监控模块(33)，其中，

所述数据综合处理模块(31)用于接收来自所述广域参考站(1)和所述区域参考站(2)的原始观测数据并根据所述原始观测数据获得实时增强信息，所述实时增强信息包括广域修正产品和区域修正产品；

所述增强信息播发处理模块(32)用于接收所述数据综合处理模块(31)生成的广域修正产品和区域修正产品进行存储，并按照固定编码格式进行播发，所述增强信息播发处理模块(32)的播发内容包括卫星轨道修正数据、卫星钟差修正数据、相位偏差修正数据、区域电离层延迟改正数据和区域对流层延迟改正数据；

所述运行监控模块(33)用于对建立各类实时增强信息的短期预报模型、所述广域修正产品和区域修正产品的可用性、连续性进行监测评估；

所述数据综合处理模块(31)包括数据接收管理分流单元(311)、广域增强处理单元(312)、区域增强处理单元(313)、存储单元(314)和事后毫米级计算单元(315)，其中，所述广域增强处理单元(312)和所述区域增强处理单元(313)为两个独立的模块，二者采用独立的硬件配置和软件系统；

所述数据接收管理分流单元(311)用于接收来自所述广域参考站(1)和所述区域参考站(2)的原始观测数据，并将所述广域参考站(1)的原始观测数据分发至所述广域增强处理单元(312)，将所述区域参考站(2)的原始观测数据分发至所述区域增强处理单元(313)，并将所有原始观测数据传输至所述存储单元(314)进行存储；

所述广域增强处理单元(312)用于根据所述广域参考站(1)的原始观测数据进行实时数据处理，获得广域修正产品，所述广域修正产品包括卫星轨道修正参数和卫星钟差修正参数；

所述区域增强处理单元(313)用于根据所述区域参考站(2)的原始观测数据进行实时数据处理，获得区域修正产品，所述区域修正产品包括区域电离层延迟改正数、区域对流层延迟改正数和相位小数偏差参数；

所述事后毫米级计算单元(315)用于利用所述存储单元(314)存储的观测数据，采用事后数据处理方法生成各类修正参数，以评估实时播发的修正产品精度，其中，

所述广域增强处理单元(312)进行卫星轨道修正处理分为四个步骤：(1)对原始观测数据进行预处理；(2)建立观测方程，进行参数估计，固定模糊度，得到某一时刻每颗卫星精确的状态参数；(3)对每颗卫星的状态参数进行轨道积分，得到实测部分轨道以及预报部分轨道；(4)通过预报轨道与广播星历的差值，得到卫星轨道修正参数和卫星轨道修正变化率；

所述增强信息播发处理模块(32)包含数据接收单元(321)、产品存储单元(322)和产品播发单元(323)，其中，

所述数据接收单元(321)用于实时接收来自所述广域增强处理单元(312)的广域修正产品和来自所述区域增强处理单元(313)的区域修正产品；

所述产品存储单元(322)用于存储所述广域修正产品和所述区域修正产品；

所述产品播发单元(323)将所述广域修正产品和所述区域修正产品按照预定规则编码通过地面通信网络及卫星通信网络播发至所述定位终端(4)使用；

所述定位终端(4)具体用于：

以精密单点定位模型为基础，所述定位终端(4)接收来自GNSS卫星的GNSS导航信号并根据GNSS导航信号生成原始观测值，同时结合接收解析得到的实时轨道、实时钟差、相位小数偏差、区域电离层模型参数和区域对流层模型参数后，进行PPP-RTK定位解算，实时输出高精度定位结果，进一步地，PPP-RTK点位算法与精密单点定位相同的误差项采用相同的误差模型处理，保证在没有精确区域大气改正增强模型时，所述定位终端(4)以实时卫星轨道修正数据、实时卫星钟差修正数据和相位小数偏差改正为基础，采用PPP-AR算法进行实时解算；在相位小数偏差改正也缺失时，定位终端基于播发的实时卫星轨道修正数据和实时卫星钟差修正数据采用精密单点定位算法进行实时解算；在完全无外部修正数据时，采用单点定位模式进行解算。