[发明专利]基于三角形逼近算法的虚拟参考站的生成方法及系统

说明书

一、技术领域

本发明涉及卫星定位应用领域，更具体的说，涉及一种虚拟参考站的生成方法及系统。

二、背景技术

目前全球定位系统(Global Position System，GPS)技术在多个领域都有广泛应用。目前普通用户站只能接收到免费地GPS信号，精度只有几米，而且GPS信号是一种弱信号，受到外界干扰会导致GPS信号强度大大降低，定位精度也会随之降低。为提高定位精度，可以通过其他辅助信息来实现。在利用辅助信息来提高定位精度方面，现有技术的其中一种做法，通过广域差分站来提供差分改正数据。这种差分站均匀分布在各个地方，分别收集各地的GPS差分改正数据，并提供给移动站的GPS接收机。这种差分站所提供的数据只是其所在区域的大概数据，在此区域内任何地方接收到的数据都一样，而并没有利用移动站所在位置的信息，所以精度还是不可能达到很高。

现有技术的另一种做法是网络RTK技术，是采用虚拟参考站(Virtual Reference Station，VRS)技术。虚拟参考站是一种GPS网络的载波相位动态实时差分(Real-Time Kinematic，RTK)技术。它利用地面布设的多个参考站组成参考站网络，综合利用各个参考站的观测信息，通过建立精确的误差模型来改正卫星定位的相关误差。在进行GPS定位过程中，在用户站附近产生一个物理上不存在、其观测值由控制中心计算模拟出的参考站，因为实际并没有架设过，所以称为虚拟参考站。虚拟参考站系统包括三个组成部分：控制中心、多个参考站组成的连续运行参考站网络、移动用户接收机，其中：控制中心是整个系统的核心，用于进行数据处理和通信控制；连续运行参考站负责采集数据并通过通信线路实时传送到控制中心进行处理；移动用户接收机包括GPS接收机、无线调制解调器及相关的处理器。

该现有技术利用虚拟参考站对移动站进行定位的实现过程是：移动用户接收机通过通信线路把自己的单点定位的概略坐标(NMEA-0183格式)发给控制中心，控制中心就在该位置创建一个虚拟参考站，并结合移动用户站、参考站和GPS卫星的相对几何关系，通过内插计算每一颗GPS卫星到虚拟参考站之间不同路径上各种误差源引起的误差改正值。由于虚拟参考站距离移动用户站只有几十米甚至更短，与移动用户站构成短基线，用户可以把虚拟参考站当作普通参考站使用，并接收控制中心的差分改正数据，进行实时定位。

从上面可以看出，如何根据参考站为移动用户快速、准确地计算出虚拟参考站，是网络RTK系统最关键的问题，本发明就是在这个背景下提出的。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三角形逼近算法的虚拟参考站的生成方法及系统。

为了实现发明目的，所述基于三角形逼近算法的虚拟参考站的生成系统包括固定参考站、控制中心以及移动站。所述控制中心根据所述移动站的当前位置计算构造虚拟参考站，并由所述控制中心根据所述虚拟参考站计算得出差分改正数据，然后所述控制中心将虚拟参考站的数据通过无线网络发送给所述移动站。

所述移动站能够实时接收卫星发来的原始观测数据，也能够通过无线网络接收所述控制中心发送过来的虚拟参考站的差分改正数据，并在系统内组成差分观测方程进行处理，实时给出相对于参考站的高精度三维坐标；

为了更好地实现发明目的，所述的基于三角形逼近算法的虚拟参考站的生成方法包括以下步骤：

A.所述移动站通过无线通信网络实时地发送其当前的GPS定位数据给控制中心；

B.所述控制中心根据所述移动站的当前位置计算虚拟参考站，并利用参考站的差分改正数据计算虚拟参考站的差分改正数据；

C.所述控制中心通过无线通信网络将虚拟参考站的差分改正数据实时发送给移动站。

所述无线通信网络用于对所述控制中心与移动站之间的数据进行实时的传送，所述无线通信网络系统可以是GPRS系统、CDMA系统或者TD-SCDMA系统。

所述步骤B包括：

B1.所述控制中心根据所述移动站的当前位置，计算三个覆盖移动站距离最近的参考站；

B2.所述控制中心根据三角形逼近算法计算满足和移动站距离条件的虚拟参考站的位置坐标，并生成逼近轨迹记录；

B3.所述控制中心根据参考站差分改正数据和虚拟参考站逼近轨迹记录计算虚拟参考站的差分改正数据。

本发明利用三角形逼近算法计算虚拟参考站的坐标位置，然后利用逼近轨迹记录计算出虚拟参考站的差分改正数据，从而实现了准确实时地计算虚拟参考站。

四、附图说明

图1是本发明中利用三角形逼近算法计算虚拟参考站的系统结构图；