[发明专利]一种高精度GNSS虚拟SNR加权定位方法

说明书

一种高精度GNSS虚拟SNR加权定位方法，包括以下步骤：步骤一：GNSS监测空间特征点提取算法；步骤二：采用所观测到的多个卫星的方位及终端采集到的卫星信号质量问题进行曲面拟合；步骤三：利用步骤二获得的拟合系数重新计算RTK定位方程权函数。本发明基于GNSS信号与环境反馈特征来构建空间环境模型，并基于该模型进行传统GNSS数据处理优化算法研究，提高复杂滑坡环境GNSS监测的可靠性、连续性和稳定性，为滑坡高效监测提供可靠、连续、稳定的技术保障和理论支撑。

技术领域

本发明涉及地表勘测技术应用领域，尤其是涉及一种高精度GNSS虚拟SNR加权定位方法。

背景技术

GNSS技术已经广泛应用于多个监测领域，特别是滑坡灾害变形监测。GNSS可用于实时滑坡监测的技术主要有：实时载波相位差分(RTK)、实时高精度单点定位(PPP)。RTK技术通过载波相位差分实时获取载体高精度变形信息，研究表明无遮挡环境下短基线实时差分监测精度可优于毫米级；PPP技术是基于精密误差改正信息实现单站定位的实时监测技术，但受轨道、大气等误差影响，该技术目前存在监测精度低、收敛慢等缺点。因此，RTK目前仍是实时高精度变形监测的重要技术手段。

GNSS-RTK通过双差组合算法能够有效消除卫星端、接收机端、大气等大部分相关误差。研究表明，通视监测环境下短基线RTK(3km)可满足实时毫米级监测需求。然而，地质滑坡灾害往往发生于复杂环境，监测点周围存在较大地形起伏、植被葱郁，且位置偏僻等复杂因素。

尽管GNSS-RTK技术可有效消除大部分相关误差，但由于复杂环境中地形、植被等因素因站间差异较大，其对GNSS的影响无法通过双差观测值模型很好消除。如起伏的地形会严重遮挡GNSS卫星信号，导致定位卫星几何构型较差；植被等地物的阻断会导致测距信号频繁失锁，造成相位观测值周跳频发；卫星信号受天线周围地物反射和衍射作用引发的多路径误差较大且因站而异，无法通过组差或误差建模的方法有效消除；不仅如此，周跳、多路径等的相互影响更会对GNSS技术产生综合效应。

因此，地表复杂的遮挡环境是限制GNSS技术在滑坡监测领域中大规模应用的关键因素。目前，国内外针对GNSS监测地表空间环境建模的研究较少。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高精度GNSS虚拟SNR加权定位方法。本发明基于GNSS信号与环境反馈特征来构建空间环境模型，并基于该模型进行传统GNSS数据处理优化算法研究，提高复杂滑坡环境GNSS监测的可靠性、连续性和稳定性，为滑坡高效监测提供可靠、连续、稳定的技术保障和理论支撑。

为实现上述目的，本发明提供了一种高精度GNSS虚拟SNR加权定位方法，包括以下步骤：

步骤一：

GNSS监测空间特征点提取算法：采用卫星广播星历计算出卫星坐标，然后利用n颗(4＝n)卫星通过后方定位计算出监测终端的概略坐标，进而采用星站的坐标信息计算出卫星视线方面的方位信息；

步骤二：

采用所观测到的多个卫星的方位及终端采集到的卫星信号质量问题进行曲面拟合，拟合函数如下：

其中，(azi，ele)表示测站到卫星方向在观测值i时的卫星方位角和卫星高度角；a_j(j＝0,…，m-1)表示曲面拟合时的拟合系数；m表示系数的个数；k表示拟合阶数；f_i(x，y)表示观测值SNR；矩阵的表达式可以表示为：

L＝AX+ε； (2)

其中，

X＝[a₀ … a_m-1]^T，