[发明专利]基于北斗三号卫星四频观测值的非组合RTK定位方法

说明书

本发明公开了一种基于北斗三号卫星四频观测值的非组合RTK定位方法，包含以下步骤：步骤一：监测点通过接收机接收监测点北斗三号卫星的四个频点的伪距和相位观测值；步骤二：将步骤一的数据通和CNES发布的电离层格网数据传输至服务器；步骤三：步骤二的两个数据进行进行差分定位；步骤四：增加B3I频点的站间单差观测方程和通过CNES发布的格网数据计算得到的电离层值来约束电离层；步骤五：采用Kalman滤波进行参数估计，并将双差模糊度固定，获得监测点的位移变化和监测点与移动站之间的时间差；步骤六：步骤五的数据记录至数据中心，根据预先安全阈值进行预警，同时将和监测点与移动站之间的时间差数据发送至服务器，服务器自动校准时间。

技术领域

本发明涉及一种基于北斗三号(BDS-3)四频观测值的差分定位方法，具体涉及一种基于北斗三号卫星四频观测值的非组合RTK定位方法。

背景技术

目前国内外对于卫星定位的双频单历元相对定位，已经有很多成熟的模糊度固定方法，如陈永奇等采用相应的模糊度分离方法进行模糊度固定，孙红星提出的使用双频相关法单历元解算GPS整周模糊度的方法等。随着中国BDS-3卫星的发展，BDS-3是目前及未来的研究热点。相对于北斗二号(BDS-2)卫星，BDS-3播发五个频点信号(其中开放四个频点为B1I，B3I，B1C和B2a)，这为BDS-3卫星多频差分定位带来较大的机遇和挑战。BDS-3卫星多频单历元定位是一种快速定位的新方法，由于其不仅有重要的学术意义，还蕴含很大的商业价值，所以成为了当今研究的热点。

在卫星双频单历元定位中，通常使用消电离层组合来消除一阶电离层延迟。然而，消电离层组合有个明显的缺点，即难以进一步强化模型。为了进一步有效的利用观测值，有学者提出使用将电离层作为参数进行估计，即非组合差分定位模型。非组合模型能够保留所有观测方程中的信息，并且能够借助更多外部信息来加强模型结构。张敏等人使用30s的双频GPS观测值对95km基线实现5min的快速模糊度固定。A.Nardo研究了Galileo三频非组合模型，其结果表明对于500km公里的基线，使用5s采样率的数据需要5min才能完成模糊度的固定。

目前，高精度差分定位(Real-time kinematic,RTK)技术被广泛应用于控制测量、变形监测、城市规划和其他高精度位置服务。然而，大部分RTK应用是基于双频观测值。而基于BDS-3卫星的四频观测值的研究几乎没有。随着BDS-3的建设以及BDS-3播发的四频观测值，BDS-3非组合模型在中长基线中实现快速模糊度固定依旧是一个研究热点。除此之外，由于中长基线多频非组合RTK定位，电离层难以直接消除。因此，在多频RTK应用中，需要增加电离层参数，如何强化方程结构和加速模糊度固定是目前急需解决的难点之一。更重要的是，目前非组合RTK方法均是使用相应频点的参考卫星，进而减少观测值的利用率。

为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于北斗三号卫星四频观测值的非组合RTK定位方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于北斗三号卫星四频观测值的非组合RTK定位方法，包含以下步骤：

步骤一：监测点通过接收机接收监测点北斗三号卫星的四个频点的伪距和相位观测值；

步骤二：四个频点的伪距和相位观测值的数据通过通信网络传输到服务器，同时，通过基站将其所接收到的北斗三号卫星的四个频点的伪距和相位观测值数据以及CNES发布的电离层格网数据传输至服务器；

步骤三：监测点四个频点的伪距和相位观测值的数据与CNES发布的电离层格网数据进行差分定位，差分定位的方式为首先构建四个频点伪距和载波相位观测值站间单差观测方程，其次选取B3I频点为共同的参考，进而构建双差观测方程；

步骤四：增加B3I频点的站间单差观测方程和通过CNES发布的格网数据计算得到的电离层值来约束电离层；