[发明专利]一种联合BDS2/BDS3的精密单点定位方法和装置

说明书

本发明涉及一种联合BDS2/BDS3的精密单点定位方法和装置，属于卫星定位技术领域。本发明采用兼容和共用的原则，利用两类卫星定位系统共有的信号，进行联合定位；对于某一类卫星定位系统独有的信号，单独采用消电离层PPP模型进行计算，进行单独定位；将两种结果进行加权融合，融合后的定位结果即为最终的定位结果。本发明充分利用了两类卫星定位系统的信号，保证了精密单点定位的精度和连续性。

技术领域

本发明涉及一种联合BDS2/BDS的精密单点定位方法和装置，属于卫星定位技术领域。

背景技术

北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是我国自主研发，独立运行的卫星导航系统，可以为广大用户提供实时高精度的三维位置和速度，在定位导航、精密农业、电力检测、时间传输、武器装备等领域发挥着不可替代的作用。北斗卫星导航系统建设遵循“三步走”战略，于2012年底北斗二号(BDS2)系统建设完成并且在亚太地区提供RNSS服务和RDSS服务。2020年6月，将发射北斗三号(BDS3)最后一颗组网卫星，届时北斗三号卫星全部发射完毕，将提供全球卫星导航定位、授时服务、短报文通讯等服务[1]。

北斗二号空间星座主要由5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星和3颗MEO卫星组成，因为GEO卫星和IGSO卫星轨道较高，定轨精度较差，在精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)中主要往往对此两类卫星观测值进行降权或者舍弃处理，但是BDS2的MEO卫星数量少，所以北斗PPP的定位精度和收敛性相较GPS要差。北斗三号空间星座由3颗GEO卫星、3颗IGSO卫星和24颗MEO卫星组成。当前处于北斗二号到北斗三号系统过渡期间，两类卫星都共存。如何实现两个系统联合解算以提高北斗PPP的定位性能，一直是研究热点和关键难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种联合BDS2/BDS3的精密单点定位方法和装置，以实现BDS2和BDS3的联合定位。

本发明为解决上述技术问题而提供一种联合BDS2/BDS3的精密单点定位方法，该定位方法包括以下步骤：

1)获取BDS2和BDS3两类卫星的导航系统的信号，根据BDS2和BDS3两类卫星导航系统的共有观测量，建立联合两类卫星导航系统的观测方程；

2)根据BDS3的独有观测量，建立该类卫星导航型系统的观测方程；

3)对步骤1)和步骤2)中的观测方程分别进行求解，得到相应的状态向量和协方差矩阵，将两种观测方程得到的状态向量和协方差矩阵均进行平滑处理，根据平滑处理后的状态向量和协方差矩阵进行单点定位。

本发明还提供了一种联合BDS2/BDS3的精密单点定位装置，该定位装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现本发明的联合两类卫星导航系统的精密单点定位方法。

本发明采用兼容和共用的原则，利用BDS2和BDS3两类卫星定位系统共有的信号，进行联合定位；对于某一类卫星定位系统独有的信号，单独采用消电离层PPP模型进行计算，进行单独定位；将两种结果进行加权融合，融合后的定位结果即为最终的定位结果。本发明充分利用了BDS2和BDS3两类卫星定位系统的信号，保证了精密单点定位的精度和连续性。

进一步地，建立的联合两类卫星导航系统的观测方程为：