[发明专利]一种GNSS阵列式联合高精度定位算法

说明书

本发明公开了一种GNSS阵列式联合高精度定位算法，是基于GNSS定位原理，参考局域差分技术，提出的一种适合GNSS定位系统的静态多点位GNSS阵列式联合定位算法，本算法首先使用载波相位观测法，得出单点位位置信息；其次通过点间双差方法，得出某一点位的多个位置信息，然后根据统计学原理，得出多个位置信息的有效值，并使用所有点位的有效值进行数学模型的建立，构建一个平面基准网络。本算法有效的解决了多点位联合解算的难题，并有效降低了数据解算难度，于此同时，本算法还很好的解决了实际使用中无法设立基准站或基准站基线过长无法精确解算的问题。

技术领域

本发明涉及计算机数据处理算法领域，尤其涉及一种GNSS阵列式联合高精度定位算法。

背景技术

中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、欧洲伽利略卫星导航系统(GSNS)之后第四个成熟的卫星导航系统。

北斗高精度定位是指利用BDS系统“静态基线相对定位技术”获取监测点的高精度坐标(毫米级)，并利用数学运算，得出观测位置的位移变化量，其在地质灾害、桥梁、矿山等有着广泛应用价值。

目前采用的高精度定位技术，一般均采用“静态相对定位”，此种监测方式需要建立基准观测站，并人为假设其为静止状态，通过此基准站的位置信息，通过差分运算，得出与观测站间的相关信息，但是大部分应用场景，无法建立基准站。此种方法就给实际应用带来了困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种GNSS阵列式联合高精度定位算法。

本发明是通过以下技术方案予以实现：一种GNSS阵列式联合高精度定位算法,包括以下步骤：步骤(1)，使用载波相位观测得出的单点位状态量进行多点位相对差分运算；步骤(2)，根据统计学原理得出最佳观测值；步骤(3)，基于多点位的最佳观测值构建平面基准网络。

进一步的，：所述步骤(1)中的载波相位观测方程为：

式中，表示接收机与卫星间的实际空间距离，dt_u(t)和dtⁱ(t)分别表示接收机和卫星的钟差，为电离层延迟，为对流程延迟，ε表示测量噪声，c表示光速，t表示观测历元；

同理，可得出在t+1时刻的载波相位方程如下：

将式(1-1)与式(1-2)做差，得出此观测站对单一卫星的单差载波相位方程，如下：

详细方程为如下：

由于在相邻历元观测同一颗卫星，所以钟差可以消除；同时，相邻历元的时间范围内，可以认定对流层与电离层的变化微弱，所以此三个误差因素可以通过该单差方式消除；此外，由于观测时间短，且为同一颗卫星，可以认定观测噪声相同，同样可以消除；式(1-4)可简化为：

进一步的，将任意两个观测站的单差载波相位观测方程做差，得出基于两个相邻历元t和(t+1)任意两个观测站对同一颗卫星的双差方程为：

进一步的，所述任意一点u，通过方程(1-6)解算，得出(m-1)个三维坐标矩阵：

进一步的，将式(1-7)使用统计学方法，得出其最佳实践值：

进一步的，将式(1-8)所有点位进行平面拟合，得出平面拟合曲线，算法方程如下：