[发明专利]实时获取参心坐标系坐标和正常高的网络RTK定位方法

摘要

本发明涉及一种实时获取参心坐标系坐标和正常高的网络RTK定位方法，对源节点进行扩展，用于更详尽地传达流动站需求，不需要修改NTRIP协议，只需相应地在NtripCaster软件中加入判断及算法，或在NtripCaster和流动站之间增加NtripProxy中继模块，易于实现；如需实时得到参心坐标系坐标，只需在登录服务器时选择相应的源节点，并在手薄上填入非涉密七参数，其余作业方式不变；流动站需要得到正常高，只需在登录服务器时选择相应的源节点，其余作业方式不变；在符合国家保密政策的前提下，使实时测量、放样参心坐标系坐标和正常高得以实现。

主权项

1.一种实时获取参心坐标系坐标和正常高的网络RTK定位方法，其特征在于：在NtripCaster服务器和流动站之间插入一个NtripProxy中继模块，NtripProxy中继模块所在服务器记为NtripProxy服务器；定位过程包括以下步骤，步骤1，定义源节点和辅助七参数，计算辅助坐标系到参心坐标系的转换参数作为非涉密七参数；所述辅助七参数，是指能将ECEF转换到某一辅助坐标系下的七个参数，包括3个平移量ΔX₁、ΔY₁、ΔZ₁，3个旋转参数ε_X1、ε_Y1、ε_Z1，1个尺度缩放因子m₁，得到下述布尔莎模型，XYZFZ=(1+m1)1ϵZ1-ϵY1-ϵZ11ϵX1ϵY1-ϵX11XYZECEF+ΔX1ΔY1ΔZ1,]]>其中，XYZFZ]]>表示辅助坐标系中的坐标，XYZECEF]]>表示ECEF坐标系中的坐标，ECEF坐标系表示地心地固坐标系；所述计算辅助坐标系到参心坐标系的转换参数作为非涉密七参数，包括设ECEF坐标系到参心坐标系的转化参数为ΔX₀、ΔY₀、ΔZ₀、ε_X0、ε_Y0、ε_Z0、m₀，定义辅助坐标系到参心坐标系的转换参数为ΔX、ΔY、ΔZ、ε_X、ε_Y、ε_Z、m，通过下式计算，ΔXΔYΔZ=ΔX0ΔY0ΔZ0+(1+m)1ϵZ-ϵY-ϵZ1ϵXϵY-ϵX1ΔX1ΔY1ΔZ1m=m0-m11+m1ϵX=ϵX0-ϵX1ϵY=ϵY0-ϵY1ϵZ=ϵZ0-ϵZ1]]>步骤2，生成网络RTK差分电文，包含以下子步骤，步骤2.1，流动站登录NtripProxy服务器，连接时选取源节点，并将初步定位得到的ECEF坐标系下的流动站概略位置XrovECEF=XrovECEFYrovECEFZrovECEF]]>发往NtripProxy服务器，NtripProxy服务器将X_rovECEF转发给NtripCaster服务器，NtripCaster服务器计算出VRS（虚拟参考站）的ECEF坐标XvrsECEF=XvrsECEFYvrsECEFZvrsECEF,]]>生成相应的GNSS观测值，并将二者编制为电文并发送给NtripProxy服务器；步骤2.2，NtripProxy服务器执行以下操作，步骤2.2.1，将ECEF坐标系下的流动站概略位置X_rovECEF和从电文中解码所得虚拟参考站的ECEF坐标X_vrsECEF按下述公式分别转换为流动站的概略ECEF大地坐标ΦrovECEF=LrovECEFBrovECEFHrovECEF]]>和虚拟参考站的ECEF大地坐标ΦvrsECEF=LvrsECEFBvrsECEFHvrsECEF,]]>L=arctan(YX)B=arctan(Z+e′2bsin3θ(X2+Y2)-e2acos3θ)H=X2+Y2cosB-N]]>其中N=a1-e2sin2B,]]>θ=arctan(aZbX2+Y2),]]>e2=a2-b2a2,]]>e′2=a2-b2b2,]]>a为ECEF椭球长半轴长，b为椭球短半轴长；X、Y、Z取X_rovECEF的坐标时，L、B、H为L_rovECEF、B_rovECEF、H_rovECEF；X、Y、Z取X_vrsECEF的坐标时，L、B、H为L_vrsECEF、B_vrsECEF、H_vrsECEF；步骤2.2.2，利用L_rovECEF和B_rovECEF，结合似大地水准面精化的成果，内插得到Φ_rovECEF处的高程异常值ξ_rovECEF；计算虚拟参考站的伪大地高将虚拟参考站的伪大地坐标ΦvrsECEF′=LvrsECEFBvrsECEFHvrsECEF′]]>转换为空间直角坐标如下，XvrsECEF′=X′Y′Z′=(N+HvrsECEF′)cosBvrsECEFcosLvrsECEF(N+HvrsECEF′)cosBvrsECEFsinLvrsECEF[N(1-e2)+HvrsECEF′]sinBvrsECEF]]>采用步骤1中的布尔莎模型计算虚拟参考站的伪空间直角坐标X′_vrsECEF在辅助坐标系下的坐标X_vrsFZ，作为改化后的参考站坐标；步骤2.2.3，将原电文中虚拟参考站的ECEF坐标X_vrsECEF替换为改化后的参考站坐标X_vrsFZ，并保持相应的GNSS观测值不变，重新编制为电文并发送给流动站；步骤3，流动站完成定位，包括在接收NtripProxy服务器发来的电文后，根据改化后的参考站坐标X_vrsFZ解算出当前流动站在辅助坐标系下的坐标X_rovFZ，根据步骤1所得非涉密七参数得到流动站参心坐标系下的坐标以及正常高，通过投影可进一步得到流动站参心坐标系下的高斯平面直角坐标。