[發明專利]一種快速精確厘米級單點定位方法

有效

• 申請號: 201510860464.4
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN106814376B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 郭陽斌;尹一志;曹放華;周正宇;李小林;楊彥龍;經鋒
• 申請（專利權）人: 成都聯星技術股份有限公司;成都飛機工業(集團)有限責任公司
• 主分類號: G01S19/33
• 分類號: G01S19/33;G01S19/37
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種快速精確厘米級單點定位方法。本發明解決了現有衛星定位系統定位精度差、定位時間長、受天氣和位置因素影響大的問題，提供了一種快速精確單點定位方法，其技術方案可概括為：使用多頻天線接收多系統導航電文和星際差分修正數據，接收機對導航電文和修正數據初步處理轉換為WGS84坐標系坐標，控制系統對坐標數據進行聯合解算獲得精確定位數據。本發明的有益效果是：能夠實現在周圍無阻擋情況下在30分鐘內完成精度10cm內的坐標測定，彌補了市場的不足。

技術領域

本發明涉及衛星定位和星際差分定位技術領域。

背景技術

傳統的民用衛星單點定位設備定位精度一般在5～10米左右，軍用定位設備定位精度最高可達到1米左右。如果需要獲得更高的單點定位測量精度數據，可以通過在固定測量位置長時間接收定位測量數據，通過平均值算法收斂測量精度，實現更高精度的單點定位測量數據。但這樣的方式收斂時間通常長達數天，定位時間過長導致天氣、大氣、衛星位置、地球潮汐等因素對數據精度的影響變大，這就局限了單點定位的測量精度，對測量精度的改善有限。測繪行業通常采用差分定位設備進行厘米級、毫米級高精度測量，差分定位系統相對距離測量精度很高，但是如果要精確測量位置坐標，就需要一個已知點的坐標差分出目標點的坐標，而已知點的坐標大多數由單點定位獲得，所以差分定位系統獲得的坐標相對于已知點是精確的而相對于地球坐標系參考原點則誤差較大。

本說明書將詳述一種快速精確單點衛星定位方法，以解決上述目前單點定位和差分定位設備地球坐標測量數據精度低、定位時間長等問題，實現對單點進行厘米級精確地球坐標測量。

發明內容

本發明專利需要解決的問題是克服技術背景提出的傳統設備的不足，提供一種能夠在較短時間內完成厘米級精確定位的方法。

為了實現上述目標本發明采用如下技術方案：

采用多頻率集成的衛星接收天線及多定位系統融合的接收機，

同時接收GPS、GLONASS、北斗及Galileo多個衛星定位系統的導航電文，增加了單位時間的搜星數，也就獲得了更多的位置坐標測量數據量，通過星際差分技術及平均值遞歸算法計算各個定位系統當前的近似系統誤差，通過海量的測量值平均值法加快消除隨機誤差，逐步獲得更精確的測量結果。

采用平均值濾波算法(可多種算法結合)分別計算各個系統定位坐標數據及多個定位系統合成的坐標數據，然后計算出各個定位系統的當前偏差值(比如采用星際差分方法可以更快獲得某一個系統更準確的偏差值)，再把這些偏差值代入原始測量數據再進行平均值濾波計算，會得到一個更準確的測量偏差值，循環迭代遞歸運算，逐次逼近，逐步收斂測量數據，這樣很快就能得到精確的單點測量坐標。

計算方法及計算公式如下：

在進行衛星定位測量時，某一個固定測定點的真實坐標可由公式 (1)表示：

X＝X_C+ΔX (1)

式(1)中X表示真實坐標，X_C表示測量值，ΔX表示測量的誤差，減小ΔX即可提高測量精度。

測量誤差ΔX主要由系統誤差和隨機誤差組成，ΔX可由公式(2) 表示：

ΔX＝ρ+Δρ (2)

ρ＝α+β (3)

Δρ＝α+β+δ+ε+γ+η+λ (4)

式(2)中ρ表示系統誤差，主要由衛星星歷誤差α、衛星鐘差β組成；Δρ表示隨機誤差，主要由相對論效應δ、電離層延遲ε、對流層延遲γ、接收機鐘差η、接收機天線相位中心偏差λ組成。

本發明使用多頻集成天線，將多個定位系統的天線集成為一個整體，各個接收機使用同一電源和時鐘源，使得各系統間的接收機鐘差和接收機天線相位中心偏差近似相等，可得式(5)、(6)：