[发明专利]一种GNSS高精度快速定位方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种GNSS高精度快速定位方法及装置，该方法包括：根据基准站间的载波相位双差观测方程，固定基准站间的双差模糊度；根据基准站与天线间，以及天线之间的载波相位双差观测方程，结合天线的距离姿态观测方程，确定每一天线的近似坐标；提取基准站观测值的残差分量，建立测站间空间相关模型，确定天线与基准站的双差改正数；利用双差改正数解算基准站与天线间的载波相位双差观测方程，结合天线之间的载波相位双差观测方程和天线的距离姿态观测方程，平差后得到每一天线的精确坐标，进而得到待测点的精确坐标。该方法有效地降低了测量装置天线组的观测误差，充分利用天线的距离姿态信息，短时间连续观测即可达到毫米级定位精度。

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种GNSS高精度快速定位方法及装置。

背景技术

常规的GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)高精度定位方法主要有RTK(Real-time Kinematic，实时动态)、PPP(Precise PointPositioning，精密单点定位技术)、静态基线后处理三种方法。

采用RTK或PPP方法，在完成模糊度固定后，可以实现单历元实时定位。一般而言，短基线情况下RTK只需要几秒即可完成模糊度固定；PPP需要几分钟至几十分钟，取决于是否有足够精确的误差改正信息。但无论是RTK还是PPP，定位精度都只能达到厘米级，应用在一些高精度定位领域，如高铁轨道平顺性测量、变形监测等时，往往无法满足精度要求。

采用静态基线后处理尽管可以达到毫米级的定位精度，但一般需要数小时甚至十几小时的连续观测来建立足够精确的误差模型。由于观测时间较长，也往往无法满足对定位时间要求较短的特定环境下的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种GNSS高精度快速定位方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种GNSS高精度快速定位方法，包括：根据基准站间的载波相位双差观测方程，固定基准站间的双差模糊度；根据基准站与天线间，以及天线之间的载波相位双差观测方程，结合天线的距离姿态观测方程，确定每一天线的近似坐标；根据已固定的基准站间的双差模糊度，确定基准站观测值的残差分量，并结合所述残差分量，建立测站间的空间相关模型，确定天线与基准站的双差改正数；利用所述双差改正数解算基准站与天线间的载波相位双差观测方程，结合天线之间的载波相位双差观测方程和天线的距离姿态观测方程，平差后得到每一天线的精确坐标，进而得到待测点的精确坐标；其中，所述天线至少为三个，和所述待测点的相对位置已知，并设置在待测点预设位置处，所述基准站至少为三个，分布在待测点周围。

进一步地，所述根据基准站间的载波相位双差观测方程，固定基准站间的双差模糊度包括：根据基准站分布，选取满足预设条件的至少三个基准站，对选取后的基准站组建Delaunay三角网，得到基准站基线；提取每条基准站基线的共视卫星的观测数据，组建基准站间载波相位双差观测方程，固定基准站间的双差模糊度。

进一步地，所述结合天线的距离姿态观测方程，确定每一天线的近似坐标，包括：根据每一天线间的距离，测量装置测得的平面两个方向的倾角，以及初始天线向量之间的关系，确定天线的距离姿态观测方程；利用天线间的载波相位双差观测方程和天线的距离姿态观测方程辅助，进行基准站与天线间的载波相位双差观测方程中双差模糊度的固定，获得每一天线的近似坐标。

进一步地，所述结合所述残差分量，建立测站间的空间相关模型，确定天线与基准站的双差改正数，包括：根据基准站观测值的残差分量与基准站坐标的空间关系，建立空间相关模型，并获得模型系数；根据所述模型系数，结合所述天线的近似坐标，得到测量装置的天线与基准站的双差改正数。