[发明专利]一种双模实时伪距差分定位系统和伪距改正数据生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及高精度导航定位技术领域，具体涉及使用BDS和GPS两种系统卫星的一种双模实时伪距差分定位系统和伪距改正数据生成方法。

背景技术

全球卫星定位系统(GPS)是美军70年代初在“子午仪卫星导航定位”技术上发展起来的具有全球性、全能性、全天候性优势的导航定位、定时、测速系统。其已广泛运用于人们的日常生活中，特别是在车辆导航、精密定位等领域,甚至部分军事领域对GPS系统都有着很强的依赖性。

我国北斗二代卫星导航系统(BDS)作为国家空间安全和经济发展最重要的基础设施之一，已正式面向中国和周边地区位置服务，其对我国经济、科技和社会发展必将产生巨大深远的影响。如何利用BDS为人们生活、经济发展和社会进步服务是我国信息技术革新的重大科技攻关任务。

基于卫星导航系统的高精度定位在港口船舶进港、飞机降落、船舶及车辆导航等行业有着很强的需求。我国目前在电力、民航，甚至部分军事领域对GPS系统都有着很强的依赖性。作为我国新一代自主卫星导航系统，北斗区域导航系统的建成将为改变我国对GPS依赖的局面提供可能。但北斗卫星导航系统BDS的单点定位和GPS的单点定位具有同样的问题，就是它们的定位精度都不高，仅为10米左右，在实时导航领域甚至更低。为了解决定位精度不高这个问题，伪距差分是一种常用的方法。

伪距差分定位能够有效的提高定位精度，满足高精度导航定位的需要。单点定位之所以定位精度不高是因为存在着三类误差，第一类误差是每一个用户接收机所公有的，例如，卫星钟误差，星历误差，电离层误差，对流层误差，地球自转引起的误差，潮汐运动造成的误差等，第二类误差是不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差，第三类误差为各用户接收机所固有的误差，例如内部噪声，通道延迟，多径效应等。伪距差分技术能够极大的减弱甚至消除第一类误差的误差，因此能够提高定位精度。

在车载导航领域,由于GPS或BDS系统的导航精度都不高，一般导航精度在10米左右，远远达不到车辆精确导航的需求。用户需要提高导航定位精度。

发明内容

本发明的目的是设计一种双模实时伪距差分定位系统，包括中心处理器及其连接的地面GNSS基准站和差分数据发送链路模块。地面GNSS基准站包括一台BDS和GPS双模接收机及其配置的GNSS接收天线。中心处理器含有GNSS导航数据解算模块、差分数据生成模块和RTCM差分数据编码模块。

本发明的另一目的是设计一种双模实时伪距差分定位系统的伪距改正数据生成方法，中心处理器指令GNSS基准站接收多颗GPS和BDS卫星的信号，并指令各个模块根据多颗GPS卫星和BDS卫星的星历及导航数据解算所有观测到的卫星的星历、伪距以及载波相位数据，据以计算站星距，得到各BDS和GPS卫星的伪距改正数和变化率信息，RTCM编码和调制后发送到各用户。

本发明设计的一种双模实时伪距差分定位系统包括中心处理器及其连接的GNSS基准站和差分数据发送链路模块。GNSS为全球卫星导航系统的英文缩写，原文为GlobalNavigationSatelliteSystem。

所述GNSS基准站包括一台BDS和GPS双模接收机及其配置的GNSS接收天线，GNSS基准站固定安装于某地点，其坐标位置精确已知，GNSS基准站通过GNSS接收天线实时差分接收多颗GPS和BDS卫星的信号。

所述中心处理器含有GNSS导航数据解算模块、差分数据生成模块和RTCM差分数据编码模块。

差分数据发送链路模块包括顺序连接的MSK调制模块、发送器及发送天线。MSK(MinimumShiftKeying)调制为最小频移键控调制。

所述中心处理器经RS232串行通信口与GNSS基准站的BDS和GPS双模接收机连接，二者进行双向通讯。

所述GNSS基准站的BDS和GPS双模接收机根据中心处理器的指令接收多颗BDS和GPS卫星的星历数据，伪距，多普勒频率，载波相位等信息后，送入中心处理器，GNSS导航数据解算模块解算所有观测到的卫星的星历、伪距以及载波相位数据，差分数据生成模块根据GNSS基准站的准确位置数据解算卫星位置，得到站星距，通过站星距与伪距相比较，得到伪距改正数等信息，送入RTCM差分数据编码模块，将其RTCM差分编码，编码后的信息发送到MSK调制模块进行调制，调制后的高频信号由数据发送模块发送给周边的GNSS用户。

本发明一种双模实时伪距差分定位系统的伪距改正数据生成方法的主要步骤如下：