[发明专利]网络RTK解算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位技术，尤其涉及一种网络RTK解算方法，用以提高网络RTK中基线整周模糊度固定的正确率和可靠性，解决部分地区基线整周模糊度固定率不高，从而导致网络RTK的性能下降的问题。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)在卫星定位方面的一个主要误差源就是卫星信号从卫星到接收机传播时候由于大气折射而引起的额外的大气延迟，大气延迟主要包括由于电离层和对流层引起的电离层延迟和对流层延迟。一个卫星发射出来的卫星信号到达两个地理位置相近的接收机所通过的路径基本相似，从而大气折射引起的大气延迟也相差后大部分被消除了。差分相对定位技术，利用两台相近接收机相差后的观测值就可以精确的确定它们之间的相对位置，如果一台接收机的绝对位置准确知道，则可以精确的确定另一台接收机的位置。已知位置的接收机一般被称为参考站，待求位置的接收机一般叫流动站，或者流动用户。

基于载波相位观测值的实时动态定位技术(Real-time kinematic，RTK)技术是一种可以提供实时高精度(厘米级)的相对定位技术，基本原理是载波相位差分相对定位技术，主要利用了高精度的载波相位观测值，来达到厘米级的相对定位。常规RTK技术的主要局限性在于，随着基站和流动用户之间的距离增加，由于传播路径相似而抵消的越来越小，从而导致相对定位精度变差，一般常规RTK的作业半径限制在10公里之内。为了增加常规RTK技术的作业范围，在2000年前后，利用多个基站组成一个基站网络，为该网络覆盖范围内的流动站提供高精度差分改正数据，从而实现流动站的高精度定位，即为网络RTK技术。GNSS网络基准站的坐标在一个坐标框架下已知，通过一定的数据和物理模型可推算出在该GNSS基准站网络中的大气模型改正值，将其播发至该网络覆盖范围中的流动站，利用差分原理就可以确定流动站在同一坐标框架下的高精度坐标。

GNSS基准站，或者GNSS参考站，经常被称为GNSS CORS跟踪站，一般是具有已知坐标(一定的坐标框架下)，具有良好的外围环境，主要是周围没有物理或者电磁干扰(例如树，金属，电磁干扰器等)，并且装备了高性能大地测量型GNSS双频(或者多频)接收机。

多个物理上相邻的GNSS基准站连在一起就构成了一个GNSS基准站网络。一个GNSS基准站网络一般具有最少3个GNSS基准站。GNSS基准站站之间的距离是70公里左右(中纬度地区的典型距离；在低纬度地区，站间距平均应该更近，大致在50-60公里左右；中高纬度站间距可以更大点)，覆盖一定区域(一个或者多个行政区域)，多个区域性的GNSS基准站网络连在一起可以形成更大的GNSS基准站网络，覆盖一个城市，一个或者多个省，可以拓展到全国或者多个国家，甚至形成一个全球覆盖的GNSS基准站网络。

根据GNSS基准站数据及GNSS基准站网络解算的大气模型，可以生成VRS虚拟参考站的观测数据。一般情况下选取流动站的初始坐标作为虚拟参考站的坐标，以确保虚拟参考站与流动站形成的基线距离较短。当流动站距离当前VRS站超过一定范围时，则重新生成一个更靠近流动站的VRS站供用户使用。流动站接收到GNSS基准站网络播发的VRS观测数据后，通过差分可消除绝大部分的GNSS误差，如大气延迟，卫星轨道和钟差误差，卫星硬件延迟等，从而获取流动站的实时高精度坐标。

常规的网络RTK技术方案基线解算模块和大气模型模块分两步进行。首先对每一条基线单独进行浮点解解算，用解算出的模糊度浮点解进行搜索并分别固定每条基线的模糊度。固定整周模糊度后，再综合GNSS基准站网中所有基线解算结果建模区域大气改正。解算的详细步骤如下：

1)基线解算(单基线)

分别对GNSS基准站网中的每一条基线，用双差载波相位观测值解算出双差浮点模糊度及双差大气(电离层和对流层)延迟。

2)整周模糊度搜索和固定(单基线)

根据上一步估计出的双差整周模糊度浮点解，对每条基线分别在模糊度候选范围内进行搜索，并固定整周模糊度。由于双差整周模糊度具有较强的相关性，一般采用去相关性方法(例如：LAMBDA)算法进行降相关处理，以缩小搜索范围。

3)用固定的整周模糊度作约束(单基线)

以固定后的整周模糊度为约束条件，重新解算出更加精确的单基线双差大气(电离层和对流层)延迟改正。

4)大气(电离层和对流层)模型解算