[发明专利]一种基于相对气压的高程测量方法

说明书

技术领域

本发明属于高程测量技术领域，具体涉及一种利用相对气压(相邻历元测得的大气压强的比值)求得的高程差进行递推并与其它方法测得的高程进行融合从而实现高程测量的方法。

背景技术

如何获得精度较高的高程值是GPS/BDS类卫星导航定位中的一个薄弱环节，也是GPS/BDS类卫星导航定位获得的三维位置坐标值中精度最低的一维坐标值。

专利申请号为2014102903385，名称为“一种基于差分气压测高方法技术的测高计”的发明专利，提出了一种利用空气压强来确定高程的方法。为解决气压测量高程精度和分辨率较低的问题，该专利提出的方法利用气压差Δp测得的相对高程变化值Δh精度较高这一特点，根据基准点的高程h₀和相对气压测量值Δp测得的相对高程变化值Δh递推，获得测量点较高的高程测量值h。

专利号为ZL201210135624.5，名称为“一种卫星导航通信终端高程定位的方法”的发明专利，提出了一种利用气象站、导航主控站、通信卫星、地面通信基站通过传输湿度参数、温度、气压、气象站纬度及高程等信息，采用差分模式得到较高精度的卫星通信终端高程信息的方法。该方法主要包括了气象站测量获得自身所在地的气压值P₀、温度值T₀、湿度参数(e/p)_m，将气压值、温度值湿度参数连同气象站的纬度和位置高程H₀发送到主控站；主控站将气象站的气压值、温度值、湿度参数、纬度和位置高程通过主控站天线上行发送至卫星；用户终端通过卫星获取气象站的气压、温度值、湿度参数、纬度和位置高程；用户终端测量获得自身所在地的气压值P和温度值T；用户终端将气象站的气压值、温度值、湿度参数、纬度和位置高程结合自身测量所在地的气压P和温度T，求得自身的测量高程h'，再利用基站对用户终端高程差分修正的方法，修正短基线范围内高程的测量误差，从而获得比较高精度的高程信息。

以上两种方法都是基于差分模式，必须设置基准点o，而且必须知道基准点的高程值h₀，并测出基准点上的气压测量值P₀，然后还要通过通信信道把基准点的高程值h₀和气压测量值P₀传输至用户终端。用户终端同样要测出用户端的气压值P，并求出基准点与用户端的气压差值Δp，由Δp求两点间的高程变化量Δh，基准点的高程值h₀加上两点间的高程变化量Δh就是用户端的高度值h。这种采用差分模式的优点是测量精度较高，但由于需要设置基准点，测得基准点的高程值h₀和气压值P₀，还必须把这些值传输给用户，处理过程较为复杂。同时，由递推法获得相对高程具有一定的局限性，因为计算高程的相对变化量Δh需要实时测量基准点和用户端的气压值，Δh与基线距离强相关，所以Δh的精度与基线关系密切——基线越长，测量的相似性越差，Δh的精度越低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种基于相对气压的高程测量方法，省去了基准点的选择与测量步骤，既简化了测量方法，又提高了测量精度。

为了达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种基于相对气压的高程测量方法，包括以下步骤：

步骤1，安装了气压测量芯片和温度测量芯片的用户终端测量用户终端所在位置的气压值P_i和温度值T_i。根据气压、温度与高程的对应关系计算高程值h_i，进而求出当前历元i与上一历元i-1的高程差Δh_i＝h_i-h_i-1。i＝1，2，3，……。

步骤2，利用上一历元i-1获得的高程值及所述步骤1测得的当前历元i和上一历元i-1的高程差Δh_i，采用递推法求当前历元i的高程值的预估计值递推公式如下：