[发明专利]用于实现多GNSS多频率非组合精密单点定位的方法

说明书

本发明提出一种基于多GNSS系统多频率观测数据实现非组合精密单点定位(PPP)的方法；该方法在单系统双频非组合PPP模型的基础上，提出一种联合处理多系统、多频率观测数据的模型和方法，在该模型中顾及BDS系统GEO卫星伪距多路径效应影响和GLONASS系统频分多址技术的特点，分别引入伪距多路径参数和卫星频率号的线性函数模型来精化BDS和GLONASS模型中的伪距观测信息，构建满秩灵活的兼容GPS、GLONASS、BDS、Galileo四系统的多频率联合处理的非组合PPP模型，利用滤波或最小二乘方法进行参数估计，实现精密定位、授时和大气延迟提取等各类应用。

技术领域

本发明涉及高精度定位系统，尤其涉及一种用于实现多GNSS多频率非组合精密单点定位的方法。

背景技术

精密单点定位(precise point positioning，PPP)技术是GNSS领域内一种高精度的绝对定位技术。根据对电离层延迟的处理方式不同，现有PPP技术的函数模型主要有“消电离层组合”和“非组合”两种模型。非组合模型是近年来提出的一种新的PPP函数模型，其相对于传统消电离层组合模型具有理论上的最优性、实施上的灵活性、应用上的广泛性等优势，相关学者已对非组合PPP模型与算法、定位与授时性能及其在大气延迟精密提取与码偏差估计等方面展开了研究，并取得了丰硕的研究成果。近年来，随着世界各国、组织建立的多个GNSS系统日趋完善，为用户端的定位、导航和授时应用提供了越来越丰富的数据支持，因而多系统多频率融合的精密单点定位技术成为当前的研究热点。

发明内容

本发明主要目的在于：提供一种用于实现多GNSS多频率非组合精密单点定位的方法，不仅能够联合处理多个GNSS系统，而且能够处理双频及以上任意频率的原始观测数据。

本发明所采用的技术方案是：一种用于实现多GNSS多频率非组合精密单点定位的方法，本方法包括以下步骤：

S1、选用多GNSS系统单测站的伪距和相位观测数据，构建单系统多频率的原始观测方程；

S2、基于所述的单系统多频率的原始观测方程，拓展为GPS、Galileo和BDS系统多频率的观测方程；

S3、在所述的GPS、Galileo和BDS系统多频率的观测方程中，引入各统的卫星钟差作为已知信息，然后对各项参数重新整合以消除观测方程存在的秩亏后，得到满秩的GPS与BDS和Galileo三系统联合的多频观测方程；

S4、在S3所述的GPS与BDS和Galileo三系统联合的多频观测方程的基础上，对BDS系统GEO卫星的伪距观测值中增加多路径偏差参数，得到顾及BDS系统GEO卫星伪距多路径效应的GNSS多频多系统观测方程；

S5、顾及GLONASS系统采用频分多址技术，引入卫星频率号的线性函数来模型化GLONASS接收机端伪距硬件延迟，并参照S1构建GLONASS系统新的伪距观测方程；

S6、基于S1中单系统多频率的原始观测方程，和S5得到的GLONASS系统新的伪距观测方程，引入GLONASS系统的卫星钟差作为已知信息，然后对各项参数重新整合以消除单系统多频率的观测方程存在的秩亏问题后，得到顾及伪距频间偏差IFB(inter-frequencybias，IFB)影响的满秩GLONASS非组合精密单点定位模型；

S7、联合所述的S3、S4和S6的结果，组成多系统满秩的灵活兼容多频观测信息的非组合精密单点定位模型；利用滤波或最小二乘方法进行参数估计，对所述的多系统满秩的灵活兼容多频观测信息的非组合精密单点定位模型进行求解，获得测站坐标的改正值向量并改正到其近似坐标上，得到精确的测站坐标解。

按上述方法，S1中的多GNSS系统单测站的伪距和相位观测数据，包括BDS2系统的双频或三频，BDS3系统的双频、三频、四频或五频，GPS系统的双频或三频，GLONASS系统的双频，Galileo系统的双频、三频、四频或五频观测数据。