[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

本發明公開了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、裝置、設備及介質，其中方法為：讀取多個包括北斗二代與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；根據初步解算得到的測站坐標判斷測站所處區域；若測站處于北斗二代服務區內，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；若測站處于其他地區，則認為初步解算得到的測站坐標無誤，采用傳統觀測模型繼續解算測站坐標。本發明充分考慮了不同區域北斗系統可見衛星數、北斗二代與三代之間衛星鐘差基準及接收機端偽距硬件延遲的差異，針對不同地區構建更為合理的觀測模型，可以有效提高BDS定位精度與可靠性。

技術領域

本發明涉及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、裝置、設備及介質，主要應用于北斗二代與北斗三代融合偽距單點定位。

背景技術

當前，北斗衛星導航系統(BDS)可分為北斗二號衛星導航系統(BDS-2)與北斗三號衛星導航系統(BDS-3)等兩代系統。BDS-2于2012年建成，其主要服務區是亞太地區(55°S～55°N，70°E～150°E)。BDS-3于2020年7月正式開通，其可以為處于全球任何區域的用戶提供全天候的位置服務。然而，BDS-2與BDS-3的衛星設計及搭載的硬件不完全相同，同時處理二者數據時需要考慮它們之間的差異。例如，盡管BDS-2與BDS-3的時間基準同為北斗時，但二者的衛星鐘差基準并不相同，且由于信號體制不完全一致，兩者的接收機端偽距硬件延遲也不同，從而會產生系統間偏差(ISB)。ISB會嚴重影響定位精度，一般采用在觀測模型中添加ISB參數的方式削弱其影響。

此外，與其他GNSS系統相比，BDS的衛星星座較為特殊，當前(2021年8月)由7顆地球同步軌道(GEO)衛星、10顆傾斜地球同步軌道(IGSO)衛星和27顆中圓地球軌道(MEO)衛星組成。由于GEO衛星和IGSO衛星軌道非常特殊，兩種衛星僅能在北斗二代服務區觀測到，而其他地區則只能觀測到MEO衛星。因此在使用BDS定位時，北斗二代服務區的可見衛星數將遠超其他地區。不同區域可見衛星數的差異和ISB的影響使得BDS的觀測模型難以精確構建。一般來說，眾多可見衛星帶來的冗余觀測值可以使ISB參數得到合理估計，此時在觀測模型中添加ISB參數將有助于提高定位性能，而在可見衛星數較少的區域，盲目添加ISB參數將會影響定位精度。

偽距單點定位(SPP)是衛星導航及低精度定位領域中的基本模式，具有算法簡單、機動靈活、單站即可實現等優點。在采用BDS進行SPP時，傳統觀測模型既不考慮BDS-2與BDS-3間的差異，也不考慮BDS衛星在不同地區的可見情況，而是將所有BDS衛星的觀測值歸為一類統一處理，這顯然是不夠合理的。為了充分發揮BDS的定位性能、獲得更高的定位精度，有必要對BDS SPP觀測模型進行改進。

發明內容

針對現有觀測模型的不足，提出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、裝置、設備及介質，充分考慮了不同地區BDS可見衛星數的不同與BDS-2、BDS-3間的差異，達到合理構建觀測模型、提高定位精度的目的。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

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，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。

在更優的技術方案中，添加北斗二代與三代之間ISB參數的改進觀測模型，表示為：