[发明专利]一种无需考虑参考卫星变换的紧组合RTK定位方法

说明书

本发明公开了一种无需考虑参考卫星变换的紧组合RTK定位方法，通过对传统双差模型进行改进，将双差电离层和双差模糊度改写为站间单差的模式，各历元各频率独自选择参考卫星，避免了参考卫星频繁变换对定位解的影响；在分析伪距/载波DISB时变特性的基础上，通过GPS和Galileo系统间重叠频率观测值组成差分观测方程，与常规RTK相比，提供了多余观测，提高观测模型强度，在长基线情况下，可以有效提高模糊度的固定成功率和首次固定时间，尤其是在单个系统共视卫星数目极少或卫星数目急剧变化的情况下，可以有效地实现固定解，提高定位的稳定性与连续性。

技术领域

本发明涉及一种多系统紧组合RTK定位技术，属于GNSS定位与导航技术领域，尤其一种无需考虑参考卫星变换的紧组合RTK定位方法。

背景技术

RTK技术已经成为主流的定位方式之一，随着GNSS的发展，多系统融合定位新的发展趋势，RTK技术采用双差模型进行解算，传统的RTK技术通常各个系统独立选择参考卫星，形成双差观测方程，即松组合,当某一系统只有一颗共视卫星时，无法形成双差观测方程，观测值利用不充分，如果通过该共视卫星与其它系统之间的参考卫星形成双差观测方程，就可以解决这一问题，即紧组合。相比松组合，紧组合适用场合更广，通过统一不同系统的参考卫星，真正意义上实现了GNSS深度融合，这也是当下GNSS领域的研究热点。

传统RTK观测模型采用双差待估参数进行滤波解算，历元间存在参考卫星选取的问题，基准需要通过参考卫星的变换进行传递，在参考卫星频繁变换的情况下，可能会出现模糊度无法固定的情况，降低定位解的可靠性。如何避免这一问题，提供定位的可靠连续性有着重要的意义。

由于不同系统观测值在接收机端的信号通道存在差异，所以，不同系统之间观测值进行差分时，必须首先处理系统间偏差的问题，GPS和Galileo亦是如此。目前，一些学者已经对各系统接收机端的通道时延作了相关研究，研究结论指出，接收机端的硬件时延在时域变化稳定，并且与接收机品牌和频率相关。基于此特性，我们有望以对长基线中的系统间偏差进行矫正，从而提供冗余观测，加强模型解算的强度。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决传统RTK定位中参考卫星变化以及单个系统在某些情况下无法解算造成观测值浪费的问题。

技术方案：本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种无需考虑参考卫星变换的紧组合RTK定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)顾及系统间偏差的观测模型建立：

2)整周模糊度固定。

进一步地，所述步骤1)中，

对于GPS和Galileo系统，在长基线情况下，顾及大气延迟的站间单差观测模型可以表示为

式中，Δ为站间单差算子；L和P分别表示载波和伪距观测值，上标S代表GPS或Galileo卫星；下标r代表基站和流动站的接收机；ρ为站星距；dt站间单差的接收机钟差；λ表示相位观测值波长；b为接收机端的相位延迟，包括初始相位偏差；N为整周模糊度；T和I分别代表对流层和电离层延迟；μ为与频率相关的电离层放大因子；B表示GPS和Galileo在接收机端的伪距硬件延迟；

若参考卫星和非参考卫星均为GPS系统，则在(1)的基础上，进行星间差分可以组成传统的双差观测方程，其中接收机端的伪距/载波硬件偏差可有效消除；假设G₁为GPS系统的参考卫星，观测方程如下

式中表示双差算子，上标G表示GPS系统卫星；

c)当非参考卫星属于Galileo系统时，星间差分无法完全消除接收机端的硬件偏差，从而引入了系统间伪距/载波偏差，可以表示为