[发明专利]一种基于Android智能手机的高精度RTK定位方法

权利要求书

1.一种基于Android智能手机的高精度RTK定位方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：

S1、GNSS观测数据同步采集：

利用Android智能手机以及测地型接收机，对GNSS观测数据进行同步采集；其中，GNSS观测数据是指全球卫星导航系统GNSS或区域卫星导航系统RNSS发射的数据，数据包括码、相位、多普勒观测值以及信号强度C/N0；

S2、利用零基线对Android智能手机的加权参数进行评估，依据搭载的不同导航芯片对Android智能手机择优选取随机模型；

其中，对能够提供原始标准差ROSTD的智能手机，采用基于ROSTD的加权模式；对于无法提供ROSTD的智能手机，采用高度角加权模式；

S3、利用零短基线探测Android智能手机双差模糊度的整周特性，并采用拟合方法修复载波相位观测值；

S4、利用S2的随机模型和S3修复后的载波相位观测值，构建RTK定位模型并解算；

所述的S3具体为：

提取智能手机载波相位观测值的双差残差小数部分

其中，[·]表示取整算子，分别表示卫星i、参考卫星j和智能手机s、测地型接收机q间的双差载波观测值，双差站星距以及双差模糊度；λ表示载波相位信号波长；ε和ε_f分别为双差载波相位观测值噪声和双差载波相位观测值小数部分噪声与未建模误差；

利用最小二乘线性拟合法拟合其漂移特性；

最小二乘线性拟合的条件为拟合直线序列与其对应的实测值间的差值平方和最小，即：

其中，n为观测时间序列的所有历元数，Φ_f,i表示i历元处载波相位观测值双差残差小数部分实测值，表示i历元处的线性拟合值；

线性拟合后，将实测值减去相应的线性拟合值得到载波相位修正参数，从而修正载波相位观测值

从而使得修正后的载波相位观测值具备整数特性；

所述的S4具体为：

GNSS观测数据的原始观测方程表示为：

其中，和表示卫星i与接收机之间的载波和伪距观测值，接收机包括测地型接收机和智能手机；为站星距，即智能手机或测地型接收机与卫星i之间的距离；λ，分别为载波相位波长及模糊度；tⁱ和t_s分别为卫星钟差和接收机钟差；分别为对流层延迟和电离层延迟；此外，为多路径误差，分别表示观测值噪声以及未建模误差；

由此推导的基于双差GNSS观测数据的观测方程表示为：

其中，用j和q分别表示参考卫星与参考站，参考卫星选取高度角最高的卫星，参考站选取测地型接收机；短基线处理中大气延迟设置为0；

由双差GNSS观测数据的观测方程推导得出线性化方程，并将双差载波观测值替换为S3中所述修复后的载波相位观测值为：

其中，X与为待求参数，下面将待求参数的系数矩阵统一用H表示，为由站近似坐标计算得到的双差站星距；

基于双差GNSS观测数据的观测方程线性化方程以及S2所述随机模型得出的智能手机RTK位置解为：

其中，x₀为单点定位得出的近似坐标，H为待求参数系数矩阵，为S2中推导的RTK随机模型所对应的观测值方差协方差阵，L为双差观测值与由站近似坐标得出的双差站星距间的残差。

2.根据权利要求1所述的高精度RTK定位方法，其特征在于：所述的S1具体为：利用Android智能手机和测地型接收机作为硬件平台，利用信号增益器连接测地型天线和Android智能手机，从而增强智能手机观测数据信号强度，同时与测地型接收机构成零短基线同步采集所述的GNSS数据。

3.根据权利要求2所述的高精度RTK定位方法，其特征在于：Android智能手机和测地型接收机的采样率均为1秒。

4.根据权利要求1所述的高精度RTK定位方法，其特征在于：所述的全球卫星导航系统GNSS为北斗卫星导航BDS系统或GPS系统，区域卫星导航系统为QZSS系统。