[發明專利]一種基于北斗二代與三代融合的測站坐標分區域解算方法

有效

• 申請號: 202111054761.1
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113504552B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 潘林;張哲浩
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 熊開蘭

1.一種基于北斗二代與三代融合的測站坐標分區域解算方法，其特征在于，包括：

步驟1，讀取多個包括北斗二代和三代衛星在同一時間的觀測數據，基于傳統觀測模型初步解算測站的坐標；

步驟2，根據步驟1得到的測站坐標判斷測站所處區域；

步驟3，若測站處于北斗二代服務區，則采用添加北斗二代與三代之間ISB參數的改進觀測模型重新解算測站的坐標；否則認為步驟1得到的測站坐標無誤，采用傳統模型繼續解算測站坐標；

添加北斗二代與三代之間ISB參數的改進觀測模型，表示為：

式中：C2表示屬于北斗二代的衛星，C3表示屬于北斗三代的衛星，表示北斗二代與三代之間的ISB參數；P表示測站對衛星觀測產生的偽距觀測值，ρ表示衛星到測站的幾何距離，c為光速，dt_r為接收機鐘差，dt_s為經過群延遲改正后的衛星鐘差，d_trop為對流層延遲；d_ion為電離層延遲；ε為包含了多路徑效應的測量噪聲。

2.根據權利要求1所述的測站坐標分區域解算方法，其特征在于，步驟3所述的采用添加北斗二代與三代之間ISB參數的改進觀測模型重新解算測站的坐標，解算方法為：

(1)將衛星到測站的幾何距離ρ表示為衛星坐標與測站坐標之間的表達式：其中為衛星i的三維坐標，(x,y,z)為測站三維坐標；衛星坐標和衛星鐘差由廣播星歷計算得到，電離層延遲采用Klobuchar模型改正，對流層延遲采用Saastamoinen模型改正，此時觀測模型中的未知參數包括測站坐標(x,y,z)、接收機鐘差dt_r和ISB參數dt_ISB；

(2)將改進觀測模型線性化為誤差方程：

式中：

V為偽距觀測值的改正數向量，分別為屬于北斗二代的p個衛星的偽距觀測值的改正數，分別為屬于北斗三代的q個衛星的偽距觀測值的改正數；

為未知參數的改正數向量，分別為測站坐標(x,y,z)的改正數，為接收機鐘差dt_r的改正數，為北斗二代和北斗三代之間的ISB參數的改正數；

B為根據改進觀測模型線性化設計得到的系數矩陣，表示為：

其中α、β、γ為改進觀測模型在未知參數近似值處泰勒展開后的系數，其右下標為衛星所屬北斗代系的衛星編號，右上標為衛星所屬北斗代系；

L為常數項矩陣，表示為：

其中ρ′為衛星至測站近似坐標處的距離，本質為ρ的近似值，而dt_r′和分別為dt_r和的近似值；

(3)建立以下隨機模型：

其中，n＝p+q，為衛星總數；為單位權方差，取值為1；為第i顆衛星的觀測值方差，由用戶等效測距誤差模型確定：為用戶測距精度，由廣播星歷中的用戶測距精度指標確定；和為電離層延遲及對流層延遲經模型改正后遺留的誤差；和為多路徑及接收機噪聲引起的誤差；

(4)基于構建的誤差方程和隨機模型，使用最小二乘平差準則求解未知參數的改正數向量：

(5)根據未知參數的改正數向量中的結合測站的近似坐標，即可得到處于北斗二代服務區內測站坐標的最優估計值。

3.根據權利要求1所述的測站坐標分區域解算方法，其特征在于，傳統觀測模型表示為：

式中，Pⁱ表示測站對第i顆衛星觀測產生的偽距觀測值，ρⁱ表示第i顆衛星到測站的幾何距離，c為光速，dt_r為接收機鐘差，為經過群延遲改正后的第i顆衛星鐘差，為第i顆衛星到測站的對流層延遲；為第i顆衛星到測站的電離層延遲；εⁱ為第i顆衛星觀測值的測量噪聲。

4.根據權利要求1所述的測站坐標分區域解算方法，其特征在于，步驟1獲取多個歷元的觀測數據以解算得到多個冗余的測站坐標，再取平均值作為步驟2判斷測站所處區域的依據。