[发明专利]基于空间聚类的大规模网络RTK定位方法及系统

说明书

本发明公开了基于空间聚类的大规模网络RTK定位方法及系统，该方法包括：(1)根据用户位置对用户进行空间聚类；(2)根据每一类用户所在区域分别确定一虚拟参考站位置，即每一类用户公用的虚拟参考站位置；其中，每一类用户公用的虚拟参考站位置位于每一类用户所在区域内；(3)根据CORS参考站的实时观测数据流和虚拟参考站位置计算生成虚拟参考站观测值，即每一类用户公用的虚拟参考站观测值；(4)每一类用户采用公用的虚拟参考站观测值进行RTK定位。本发明可支持大量用户同时并发在线，而不受限于服务器计算资源，解决了大规模网络RTK系统建设中高并发用户数与有限计算资源之间的矛盾。

技术领域

本发明属于测绘和精密定位领域，具体涉及基于空间聚类的大规模网络RTK定位方法及系统。

背景技术

网络RTK(实时动态载波相位差分定位)作为一种重要的GNSS精密定位手段，已经在国内外得到了广泛应用。网络RTK是利用连续运行参考站系统(CORS)的实时GNSS观测数据进行处理，计算出CORS网区域的GNSS观测改正数并播发给用户。用户端利用接收到的改正数来提高自身定位精度的一种技术。其属于一种差分精密定位技术，能够实现平面2cm～3cm、高程5cm精度的精密定位。与单基站RTK相比，网络RTK具有服务范围广、可靠性高、用户操作简便等优势，因而得到了广泛应用。自1998年深圳市CORS建成以来，我国各个省市陆续建立了自己的CORS网络，并且提供网络RTK差分服务，满足了测绘、勘察、工程等的精密测量需求。保守估计我国目前已建成的CORS站点数达到数千个，基于CORS的网络RTK服务成为一种国民经济建设的空间基础设施。近年来北斗系统的地基增强技术核心技术也是网络RTK定位技术。

长期以来网络RTK技术的实现方式主要有两种：一种是广播式的区域改正数法(FKP)；另外一种是虚拟参考站技术(VRS)。其中，区域改正数法主要使用单向通信的形式向用户广播区域改正数，用户端接收到区域改正数后，自行内插和处理。虚拟参考站技术则采用双向通信的形式，用户给数据中心上报概略坐标，数据中心根据用户的概略坐标通过误差内插和几何改正的方式，生成虚拟参考站的观测值，并播发给用户。用户端利用自身的观测值与接收到的虚拟参考站观测值进行双差确定自身的精密坐标。虚拟参考站技术是目前的主流技术，因为用户端只需要使用单基站RTK定位的算法就可以实现网络RTK，不需要对接收机固件做任何的修改。

然而虚拟参考站技术也存在一个问题，就是数据中心需要对每个接入网络的用户计算虚拟参考站改正数，而且网络RTK系统是实时系统，因而数据中心的计算压力较大。目前大部分网络RTK软件对并发的用户数都做了限制，或者根据并发用户数确定网络RTK软件的价格。因而，目前大部分省市级CORS支持的并发用户数仅有几十或者数百个，这样的并发用户数对少量的专业用户尚且可以应付，但是难以满足日益增长的精密定位服务需求，另一方面也造成了一定的资源浪费。对并发用户数的限制造成已建成的CORS网无法最大限度的发挥其作用，造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供基于空间聚类的大规模网络RTK定位方法及系统，本发明能解决大规模用户接入CORS网络所导致的数据中心计算压力问题。

本发明提供的基于空间聚类的大规模网络RTK定位方法，包括：

(1)根据用户位置对用户进行空间聚类；

(2)根据每一类用户所在区域分别确定一个虚拟参考站位置，即每一类用户公用的虚拟参考站位置；其中，每一类用户公用的虚拟参考站位置位于每一类用户所在区域内；

(3)根据CORS参考站的实时观测数据流和虚拟参考站位置计算生成虚拟参考站观测值，即每一类用户公用的虚拟参考站观测值；

(4)每一类用户采用公用的虚拟参考站观测值进行RTK定位。

进一步的，所述空间聚类包括但不限于K近邻法、K均值法、DBSCAN法、监督聚法、无监督聚类法或预定义聚类区域法。