[发明专利]一种基于虚拟网格的GNSS分米级差分定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星定位技术领域，特别涉及一种基于虚拟网格的GNSS分米级差分定位方法。

背景技术

伪距差分定位是差分GNSS定位技术的一种，它是在基准站上利用坐标真值求出测站至卫星的距离，然后将其与接收机测量的伪距进行对比，求出伪距改正数及其变化率，然后将所有卫星的伪距改正数及其变化率传输到用户站，用户利用此伪距改正数及其变化率改正相应伪距，解算高精度用户站坐标。

常规伪距差分定位中，可以分为使用单一基站进行差分模式(单基站模式)，也可以由多基站构成的网络中，使用多个基站数据共同差分模式(多基站模式)，同时，根据用户概略位置，可以虚拟出一个距离用户位置很近的参考站提供给用户进行差分定位(虚拟参考站技术)。

其中，单基准站模式：即一个参考站为多个用户提供差分服务。单基站差分存在的主要问题是：其定位精度随着终端与基站距离的增加，定位精度逐渐衰减，尤其在高程方向更为明显。由于移动站与基站之间的距离决定着伪距差分定位的精度，即这种伪距差分方式受到距离的限制，所以不适合大区域的高精度定位。

多基准站模式：即根据用户提供的概略位置，从多个基站中选择距离用户最近的基站作为参考站。相对于单基站差分，该方法的作业区域有所扩大。但是在动态定位中，由于流动站位置的变动，流动站与基站距离也随之改变，就有面临着变换基站的问题，当基站距离较远时，两站之间变换时会出现误差跳跃。因此这种方式在高精度定位中存在因参考站变换而导致定位不稳定的问题。

虚拟参考站模式：虚拟参考站模式根据用户概略位置信息，使用多基站数据虚拟出距离用户很近的(小于100米)的虚拟基站，用户终端利用虚拟基站生成的虚拟观测值进行差分定位。相对于以上两种方式，虚拟参考站模式定位精度最优。但是存在的问题是，由于虚拟参考站在定位过程中，需要根据用户概略位置信息，在数据处理中心通过计算，生成一个用户周围的虚拟参考站信息，提供给用户进行差分定位。因此，此技术在用户与数据中心数据交互工作量大，无论通讯压力还是数据中心计算压力都非常大。当用户并发上线达到一定数量，数据处理中心处理能力达到上线，容易造成用户终端定位延迟，甚至数据处理中心由于无法承受庞大的计算量而崩溃。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于虚拟网格的GNSS分米级差分定位方法，其无需进行用户交互，从而减少了服务器压力，不受终端用户数量限制，解决了用户并发上线的问题，为大量级分米级GNSS差分定位服务提供算法依据。

本发明的解决方案是这样实现的：一种基于虚拟网格的GNSS分米级差分定位方法，包括以下步骤：

S1、将CORS网所覆盖区域划分成规则的网格，CORS网中的各基准站通过Internet将伪距观测值传输给数据处理中心；

S2、基准站伪距改正数生成，通过卫星与基准站的几何距离与伪距观测值作差，同时剔除接收机钟差，得到基准站的伪距改正数；

S3、网格中心点虚拟参考站伪距改正数生成，采用反距离权重插值法内插出各网格中心点虚拟参考站的伪距差分改正数；

S4、在改正数播发阶段，采用广播式播发标准格式伪距差分改正数数据，不受用户终端并发数限制；

在流动站伪距差分定位阶段，用户根据自身概略位置信息，判断所在格网位置，并接收所需的伪距改正数信息进行伪距差分改正，实现分米级GNSS差分定位。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，在步骤S1中，CORS网所覆盖区域由地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星三类卫星组成，地面部分由t个基准站B_i、等间隔经纬线划分的m个规则网格G_k和流动站M组成(1≤i≤t，1≤k≤m)，其中M位于其中一个网格G_q中(1≤q≤m)。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，在步骤S2中基准站的伪距改正数的计算方式如下：

设已知基准站B_i的精确坐标为当前历元同时观测到r₁颗BDS卫星，r₂颗GPS卫星，则第i个基准站到第j(1≤j≤r₁)颗BDS卫星到第p(1≤p≤r₂)颗GPS卫星的伪距观测方程为；