[發明專利]一種廣播式VRS定位方法及系統

有效

• 申請號: 201611260846.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106855632B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 李成鋼;袁志敏
• 申請（專利權）人: 廣州市中海達測繪儀器有限公司
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 邵穗娟;湯喜友

本發明涉及衛星導航領域，公開了一種廣播式VRS定位方法及系統。本發明通過在用戶的手簿端進行改正數插值，大大地減少了服務器的計算量，解決了并發用戶量受計算量限制的問題；用戶端與計算中心采用單向通信的機制，增強了用戶端的位置安全性；通過格網劃分的方式，將整個CORS進行細分，并根據網解算單元來生成各個子格網的改正數插值系數，能反映大范圍CORS網的大氣狀況的區域差異性，保證了精度和可靠性，同時降低了數據的播發量；支持高動態用戶的使用。

技術領域

本發明涉及衛星導航領域，特別涉及一種廣播式VRS定位方法及系統。

背景技術

網絡RTK技術是指在一定范圍內均勻布設多個(三個及以上)永久性連續運行參考站，以互聯網作為通信鏈路，把參考站實時觀測值發送到主控站(計算中心)，根據各參考站精確已知的坐標信息，實時解算網絡參考站各基線的雙差模糊度，然后提取各基線上的大氣延遲信息，在主控站對網絡范圍內的電離層、對流層、軌道誤差等誤差進行計算，并實時生成流動站位置的改正項信息。將改正信息進行RTCM(Radio Technical Commission forMaritime services，國際海運事業無線電技術委員會)差分電文編碼，通過無線通訊鏈路(GSM/GPRS/CDMA等)向用戶實時連續發布，從而在用戶端獲得高精度實時定位精度。目前網絡RTK的主流技術主要有VRS技術、FKP(德語Flachen Korrektur Parameter，區域改正數)技術、MAC(Master-Auxiliary Concept，主輔站)技術。VRS技術最早由美國的天寶(Trimble)公司于2001年提出，并應用于其VRS系列產品。該技術是全球范圍內運用最廣泛的一種網絡RTK技術，使用該技術的基準站數量占總數的95％以上。其主要思想為計算中心接收用戶發送過來的概略坐標，在該坐標生成一個虛擬的參考站，虛擬觀測值模型如下：

其中，P分別為載波相位觀測值(以周為單位)和偽距觀測值(以米為單位)；λ為載波波長(以米為單位)；上標i、ref分別為衛星i和參考星；下標m、v表示分別主參考站與虛擬參考站；ρ為衛星與接收機間的幾何距離；I、T分別為電離層延遲和對流層延遲；O為軌道誤差；M為多路徑誤差；為噪聲和未建模的誤差項。

VRS技術的解算流程大致為：計算中心根據各參考站已知坐標、衛星星歷、實時觀測數據等，進行參考站網模糊度固定、基線誤差計算，同時，接收用戶站的概略坐標，在此坐標處生成一個虛擬參考站，利用參考站精確已知的坐標和參考站實時觀測數據，對虛擬參考站位置的對流層延遲和電離層延遲進行建模，從而構建虛擬參考站的虛擬觀測值，最后將虛擬觀測值或改正數編碼成RTCM差分電文發送給用戶，進行RTK定位。

VRS技術的主要缺陷有：

(1)流動站的改正數插值計算的都是在服務器端進行，給服務器帶來了很大的計算量。因此，限制了該技術在大并發用戶領域的應用。

(2)雙向通訊的模式增加了系統的成本，造成了帶寬的浪費。且用戶需要將位置信息發送給服務器，因此用戶的位置安全性較差，不適合軍用級的應用。

(3)不支持高動態用戶。當流動站進行RTK作業時，如果基站發生變更，流動站則需要花費3-5分鐘進行初始化，才能使RTK的定位精度達到正常水平。因此當用戶高速移動時，會導致其經常距離虛擬參考站太遠而頻繁換站，因此導致流動站一直處于初始化的狀態中，從而無法進行正常的RTK作業。

2.FKP技術的主要缺陷有：

(1)對于大范圍的CORS(Continuously Operating Reference Stations，連續運行參考站)網絡服務而言，不同區域的改正參數會存在差異，并且采用FKP技術的服務器無法根據流動站的位置提供最優改正參數。