[发明专利]一种用于实现单频PPP-RTK的GNSS区域站网数据处理方法

说明书

本发明公开了一种用于实现单频PPP‑RTK的GNSS区域站网数据处理方法，选用GNSS单系统区域跟踪站网的伪距和相位观测数据，构建单系统双频率的原始观测方程；对每个参考站采用卡尔曼滤波算法，逐历元解算包括电离层延迟和非整周模糊度在内的所有参数；联合所有参考站的非整周模糊度，通过重新参数化，形成一组双频非差整周模糊度、参考站相位偏差和卫星相位偏差；固定双频非差整周模糊度，精化求解卫星相位偏差和各参考站PPP电离层延迟。本发明能够显著减数据运算量，提高运算效率。

技术领域

本发明涉及全球导航定位技术，尤其涉及一种用于实现单频PPP-RTK的GNSS区域站网数据处理方法。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)参考网可划分为全球、广域和区域网等三种类型。各类参考网所提供的改正信息在表示形式和播发方式上各具特色，也使得流动站定位模式多样化。全球网和广域网的改正信息一般由状态空间表示(state space representation,SSR)，即分类计算和播发各类GNSS产品，如卫星轨道、钟差和相位偏差等。基于这些产品可实现模糊度浮点解的精密单点定位技术(precise point positioning,PPP)和模糊度固定解的PPP。然而，全球网和广域网的地理范围广，参考站布设较为稀疏，难以实现大气延迟的精确建模和预报，导致了PPP的浮点模糊度收敛(或整周模糊度固定)所需时间较长。区域网所提供的改正信息一般由观测空间表示(observation space representation,OSR)，且主要服务于网络实时动态定位(network real time kinematic,NRTK)技术。由于区域网的参考站布设较为稠密，能够准确地模型化大气延迟，为流动站相对定位快速固定整周模糊度提供有力支撑。然而，基于区域网实施NRTK过分地依赖虚拟(主)参考站的观测值，且参考网与流动站之间的通讯负担较重。

近年来，在PPP和NRTK的基础上诞生了一种PPP-RTK技术，特征为：联合处理全部参考站的伪距和相位观测值，约束适当的基准参数，以确保观测方程列满秩；固定卫星和参考站的已知位置，逐历元或滤波估计各类参数；逐历元固定参考站间的独立整周模糊度；获取卫星钟差、相位偏差和电离层延迟等用于用户端实现高精度定位的增强改正信息。然而，已有参考网处理策略仍有待改进：一方面，数据处理负担过重，降低了SSR产品的更新率和实效性；另一方面，电离层内插方案和效果仍有待改进和评估。

发明内容

本发明主要目的在于：提供一种用于实现单频PPP-RTK的GNSS区域站网数据处理方法，提高运算效率。

本发明所采用的技术方案是：一种用于实现单频PPP-RTK的GNSS区域站网数据处理方法，本方法包括以下步骤：

S1、选用GNSS单系统区域跟踪站网的伪距和相位观测数据，构建单系统双频率的原始观测方程；

S2、区域参考网中有n个参考站，各历元所有参考站共有m个卫星，对每个参考站采用卡尔曼滤波算法，逐历元解算包括电离层延迟和非整周模糊度在内的所有参数；

S3、联合所有参考站的非整周模糊度，通过重新参数化，形成一组双频非差整周模糊度、参考站相位偏差和卫星相位偏差；

S4、固定双频非差整周模糊度，精化求解卫星相位偏差和各参考站PPP电离层延迟。

按上述方案，S1所述的GNSS单系统区域跟踪站网的伪距和相位观测数据为：北斗二号系统双频、北斗三号系统双频、GPS系统双频、GLONASS系统双频或Galileo系统双频观测数据。

按上述方案，S1所述的单系统双频率的原始观测方程为：