[發(fā)明專利]全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)高精度單點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910016430.1
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN101581774A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司少先;郭際明;楊玉坤;巢佰崇;崔洪濤;羅年學(xué);劉學(xué)偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東正元地理信息工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01S1/02
• 分類號(hào): G01S1/02;G01S5/02
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 王汝銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)高精度單點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

衛(wèi)星定位技術(shù)自1993年全球定位系統(tǒng)GPS建成以來，在移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控、測量、導(dǎo)航、定時(shí)、空間技術(shù)等多方面得到了廣泛應(yīng)用，并成為繼通信、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三個(gè)IT新增長點(diǎn)，基于位置的信息服務(wù)(LBS)將是未來衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)最廣闊、最具潛力和最引人注目的發(fā)展方向之一。繼GPS之后，前蘇聯(lián)建立了GOLNASS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，歐盟正在建設(shè)GALILEO衛(wèi)星定位系統(tǒng)，我國正在發(fā)展北斗(BEIDOU)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。國際上把各種衛(wèi)星定位系統(tǒng)(包括GPS、GLONASS、GALILEO、BEIDOU)統(tǒng)稱為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)。

衛(wèi)星定位的工作模式主要有：傳統(tǒng)靜態(tài)定位模式，這種定位模式每點(diǎn)觀測時(shí)間長，精度高(可達(dá)mm級(jí))，適用于高精度的控制點(diǎn)測量；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位(RTK)方式，這種方式具有精度高、速度快等特點(diǎn)，但是作業(yè)范圍受到限制，一般不超過15公里，并且需要建立基準(zhǔn)站和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊，因此使用范圍受到一定的限制；普通單點(diǎn)定位，使用一臺(tái)儀器進(jìn)行定位，工作方便、效率高，但只能達(dá)到平面10m、高程15m的定位精度，適用于低精度導(dǎo)航，不能滿足高精度的測量和精確導(dǎo)航的需求。

高精度單點(diǎn)定位技術(shù)(PPP)是指采用單臺(tái)衛(wèi)星定位接收機(jī)獨(dú)立工作，對全球范圍內(nèi)的任何動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行高精度定位、測速和授時(shí)。基于GPS的PPP技術(shù)近幾年國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一，取得了較好的成果。但目前還沒有基于北斗/GPS/GLONASS/伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的高精度單點(diǎn)定位技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)高精度單點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于北斗/GPS/GLONASS/伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的高精度單點(diǎn)定位，能提供更高質(zhì)量的單點(diǎn)定位位置信息。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)高精度單點(diǎn)定位方法，包括以下步驟：

將對北斗、GPS、GLONASS、伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有通用性的觀測值定位方程及各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)、時(shí)間系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換參數(shù)預(yù)存于雙頻GPS接收機(jī)的存儲(chǔ)模塊中；

雙頻GPS接收機(jī)通過天線接收北斗、GPS、GLONASS、伽利略多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)，并通過信號(hào)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

雙頻GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)處理單元讀取存儲(chǔ)模塊中的相互轉(zhuǎn)換參數(shù)及觀測值定位方程對所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理；采用對流層模型減弱中性大氣的延遲，利用消電離層延遲雙頻組合消去電離層延遲，采用精密星歷或?qū)崟r(shí)估計(jì)星歷系統(tǒng)誤差改正值，采用多項(xiàng)式擬合、雙頻組合探測周調(diào)，改正地球固體潮、地球自傳的影響，通過星間求差、歷元間求差等方法進(jìn)一步減弱大氣延遲并消去鐘差，采取算法提高求解病態(tài)方程的精度和可靠性，最終實(shí)現(xiàn)高精度三維坐標(biāo)解算；采用卡爾曼濾波、利用廣播星歷得到實(shí)時(shí)解，最后利用事后精密星歷進(jìn)行精處理得到改進(jìn)后的高質(zhì)量PVT結(jié)果；實(shí)現(xiàn)不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)觀測量和星歷的聯(lián)合使用；

PVT結(jié)果包括雙頻載波相位觀測值、偽距觀測值，送至設(shè)置一外業(yè)數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行記錄。

該方法中，所述外業(yè)地理信息數(shù)據(jù)采集裝置，還用于記錄測站信息；測站信息包括：測站標(biāo)識(shí)、地物點(diǎn)屬性、天線高、觀測時(shí)間。

該方法中，外業(yè)地理信息數(shù)據(jù)采集裝置還用于將數(shù)據(jù)導(dǎo)出至內(nèi)業(yè)高精度GPS單點(diǎn)定位數(shù)據(jù)處理裝置，然后利用IGS精密星歷、鐘差、GPS雙頻觀測值進(jìn)行坐標(biāo)解算。

本發(fā)明的目的還在于提供一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)高精度單點(diǎn)定位系統(tǒng)，包括：

一天線，用于接收北斗、GPS、GLONASS、伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)；

一雙頻GPS接收機(jī)；該雙頻GPS接收機(jī)包括：

存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)對北斗、GPS、GLONASS、伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有通用性的觀測值定位方程及各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)、時(shí)間系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換參數(shù)；

信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將接收到的各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；