[發明專利]一種實時北斗精密相對定位的方法

有效

• 申請號: 201510043928.2
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104536027A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 張良;吳杰;呂漢峰;王鼎杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S19/51
• 分類號: G01S19/51;G01S19/41;G01S19/44
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 李振

技術領域

本發明屬于衛星定位領域，特別涉及一種實時北斗精密相對定位的方法。

背景技術

實時北斗精密相對定位技術是一種利用北斗高精度載波相位觀測值的實時動態差分定位技術，常被稱為RTK(Real-Time?Kinematic)技術，在車輛導航、飛機盲降和駕校自動監考等領域有廣泛的應用前景。在進行RTK工作時，基準站需將自己的載波相位觀測值等信息通過數據通訊設備實時播發給周圍工作的移動站。移動站利用自己的北斗衛星導航測量數據和接收到的基準站測量數據，進行載波相位差分相對定位，實現移動站實時精密定位，定位精度為厘米量級。目前已有的用于實時衛星精密相對定位方法主要有同步載波相位差分相對定位法(參見[1]Stephen?J.Comstock.Development?of?A?Low-Latency,High?Data?Rate,Differential?GPS?Relative?Positioning?System?for?UAV?Formation?Flight?Control.Dissertation,Air?Force?Institute?of?Technology，2006.[2]程偉。基于DSP的GPS動態載波相位差分技術研究，西北工業大學，2006.)，這種典型的方法難以有效解決以下問題：基準站數據鏈路通信時延；移動站位置輸出更新率有限。

發明內容

本發明針對北斗實時精密定位技術中存在的移動站動態定位實時性難?以提高的問題，提出了非同步載波相位差分相對定位方法。該方法利用基準站低更新率播發的歷史時刻衛星導航測量數據和移動站當前時刻的衛星導航測量數據，進行時間異步站間載波相位差分相對定位，解決了基準站差分測量數據播發通信時延問題，可實現移動站高更新率實時精密相對定位，并且避免了同步載波相位差分定位技術中的數據同步過程。該方法同樣適用于GNSS(Global?Navigation?Satellite?System，全球導航衛星系統)精密動態相對定位。

具體技術方案為：

一種實時北斗精密相對定位的方法，包括以下步驟：

步驟一，整周模糊度參數初始化：利用基準站和移動站的同步北斗觀測數據初始化載波相位整周模糊度參數；

步驟二，周跳探測：對站星間的非同步雙差載波相位進行周跳探測，對發生周跳的衛星進行標記；

步驟三，偽距單點定位：利用基準站、移動站的北斗偽距觀測信息，分別進行基準站和移動站偽距單點定位，獲得基準站和移動站的絕對位置，獲得基準站測量時的北斗衛星信號發送時刻的衛星坐標及鐘差和移動站測量時的北斗衛星信號發送時刻的衛星坐標及鐘差；

步驟四，基準站與移動站的觀測歷元差判斷：計算基準站的觀測歷元與移動站的觀測歷元之差，如果差值大于15s，則返回步驟一，否則進入步驟五；

步驟五，周跳修復：采用附加模糊度參數方法修復發生周跳的衛星的整周模糊度，即利用未發生周跳的衛星的整周模糊度計算發生周跳的衛星?的整周模糊度；

步驟六，求解基準站與移動站的相對位置：利用基準站和移動站的非差非同步載波相位觀測數據和衛星坐標以及鐘差，建立非同步載波相位雙差相對定位觀測方程，計算基準站與移動站的相對位置。

進一步地，所述步驟六中建立非同步載波相位雙差相對定位觀測方程，計算基準站與移動站的相對位置，具體過程為：

(S1)建立載波相位雙差觀測方程組：利用基準站和移動站的非差載波相位觀測值及廣播星歷信息，建立雙差載波相位相對定位觀測方程；設基準站A在觀測時刻t₀，測得i號衛星的非差載波相位觀測值為和j號衛星的非差載波相位觀測值為移動站B在觀測時刻t₁，測得i號衛星的非差載波相位觀測值為和j號衛星的非差載波相位觀測值為?i,j為整數。

定義：