CN108828626B - 基于实时网格的网络rtk电离层延迟内插方法及*** - Google Patents

基于实时网格的网络rtk电离层延迟内插方法及*** Download PDF

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CN108828626B CN201810708136.6A CN201810708136A CN108828626B CN 108828626 B CN108828626 B CN 108828626B CN 201810708136 A CN201810708136 A CN 201810708136A CN 108828626 B CN108828626 B CN 108828626B
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Abstract

本发明涉及基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法及***，(1)构建Delaunay三角网，选择网络最优独立基线构成参考站网，计算参考站网实时双差电离层延迟；(2)计算参考站网所有电离层穿刺点的经纬度；(3)利用所有电离层穿刺点的经纬度确定实时最优网格；(4)基于实时最优网格，利用参考站网实时双差电离层延迟以及电离层穿刺点经纬度计算网格点的VTEC值；(5)选择距流动站最近的参考站为主参考站，计算流动站与主参考站间的双差电离层延迟。该内插方法充分利用实时解算的参考站网的双差电离层延迟信息，且不受基线共视卫星的限制，可以提高网络RTK电离层延迟内插的精度和可靠性，改善网络RTK用户定位性能。

Description

基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法及***
技术领域
本发明涉及基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法及***。
背景技术
网络RTK技术是一种基于连续运行参考站网(CORS)的实时网络差分卫星定位技术，可以简单、高效地实现区域用户实时、可靠的高精度(厘米级)定位，其产生和发展推动了卫星导航定位***的广泛应用。网络RTK技术的关键在于对用户流动站位置空间相关误差的精确改正，其中电离层延迟误差对于中长基线相对定位的影响量级可以达到分米级甚至米级，是最主要的误差源。利用参考站网实时解算的双差电离层延迟，基于内插模型内插出流动站位置的双差电离层延迟，可以达到厘米级的改正精度，能够提高用户定位的精度和可靠性。
目前，网络RTK电离层延迟方法主要有以下两类。
一是基于三角形解算单元的线性内插方法，比如申请公开号为CN106970404A的中国专利申请文件，即三个基准站组成三角形解算单元，选择距流动站最近的参考站为主参考站，利用主参考站与参考站连线的两条基线的双差电离层延迟，选择合适的线性内插模型(常用的包括LIM模型、LCM模型、DIM模型等)内插出流动站与主参考站之间的双差电离层延迟。这种方法仅利用两条基线双差电离层延迟内插，一方面限制了线性内插模型的选择，另一方面不具有冗余观测值使得内插结果可靠性较低。同时，内插精度与三角形形状、大小相关，受网型结构影响整网范围内电离层延迟内插精度不均匀。
二是基于星型解算单元的线性内插算法，即选择距流动站最近的参考站为主参考站(也是解算单元的中心)，以与该参考站相连的所有基线构成星型子网，选择合适的线性内插模型内插出流动站与主参考站之间的双差电离层延迟。该方法本质上是利用多条基线基于线性内插方法内插流动站双差电离层延迟，增加了冗余观测量提高了内插结果的可靠性，缺点是由于星型结构的局限性(各基线共视卫星较少)，可内插的流动站双差电离层大大减少，而且方法过程比较繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法，用以解决现有的线性内插方法可靠性较差的问题。本发明同时提供一种基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插***。
为实现上述目的，本发明包括以下技术方案。
一种基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法，包括以下步骤：
(1)构建Delaunay三角网，选择网络最优独立基线，构成参考站网，计算参考站网实时双差电离层延迟；
(2)计算参考站网的双差电离层延迟对应的所有电离层穿刺点的经纬度；
(3)利用所有电离层穿刺点的经纬度确定实时最优网格；
(4)基于所述实时最优网格，利用实时解算的参考站网双差电离层延迟以及电离层穿刺点经纬度信息，建立双差电离层延迟与周围网格点VTEC的函数关系，然后计算网格点的VTEC，即将双差电离层延迟还原到网格点的VTEC；
(5)选择距流动站最近的参考站为主参考站，根据计算得到的流动站与主参考站间双差电离层延迟对应的电离层穿刺点经纬度，建立流动站与主参考站间双差电离层延迟与网格点VTEC的函数关系，然后计算流动站与主参考站间的双差电离层延迟，即重构流动站与主参考站间的双差电离层延迟。
本方案提供的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法中，充分利用计算得到的双差电离层延迟信息，且不受基线共视卫星的限制，可以提高网络RTK电离层延迟内插的精度和可靠性，改善网络RTK用户定位性能。并且，该内插方法可以实时内插流动站与主参考站的双差电离层延迟，内插结果精度可达到1cm以内，且区域内插精度均匀，适用于电离层活跃期等复杂情况，改善了网络RTK用户的定位性能。该方法利用实时计算的参考站网的电离层穿刺点经纬度基于最优网格构建原则确定实时最优网格，建立双差电离层延迟与网格网格点的垂直总电子含量VTEC的关系，网格基于当前历元参考站网的电离层穿刺点分布实时最优划分，将参考站网实时解算的双差电离层延迟还原到网格点的垂直总电子含量VTEC，再利用实时网格VTEC和流动站电离层穿刺点经纬度信息重构流动站(概略坐标)与主参考站的双差电离层延迟，因此，通过先还原再重构双差电离层延迟的方法，充分利用参考站网络实时解算的双差电离层延迟信息，受参考站网网型影响小且不受基线共视卫星的限制。
所述步骤(1)中，参考站网实时双差电离层延迟
Figure GDA0002555127250000031
的计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000032
其中，λ1为载波φ1的波长，λ2为载波φ2的波长，
Figure GDA0002555127250000033
为载波φ1的双差观测值，
Figure GDA0002555127250000034
为载波φ2的双差观测值，
Figure GDA0002555127250000035
表示φ1上的双差整周模糊度，
Figure GDA0002555127250000036
表示φ2上的双差整周模糊度。
所述步骤(2)中，电离层穿刺点的经纬度的计算过程包括：
已知当前历元的卫星s坐标和测站接收机p坐标，则当前历元电离层穿刺点的大地经纬度lIPP和BIPP由下式计算得到：
Figure GDA0002555127250000037
其中，(lp，Bp)为测站接收机p的经纬度，A为卫星方位角，
Figure GDA0002555127250000038
为测站接收机p与电离层穿刺点的地心张角；
当前时刻地心张角
Figure GDA0002555127250000041
的计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000042
其中，R为地球半径,H为电离层薄层高度，E为卫星高度角；
当前时刻的卫星高度角E和方位角A的计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000043
Figure GDA0002555127250000044
其中，(X，Y，Z)为当前历元站心坐标系下的卫星坐标，由下式转换得到：
Figure GDA0002555127250000045
其中，(ΔX，ΔY，ΔZ)为测站接收机p与卫星s的地心坐标差。
所述步骤(3)中，实时最优网格的确定包括以下步骤：
1)根据所有的电离层穿刺点的经纬度划定网格覆盖范围；
2)按照不同的网格大小，划分出所有实时网格，得到一个网格序列；
3)按照优先级将所有的网格排序，得到实时最优网格。
所述步骤(4)中，实时最优网格网格点的VTEC包括以下计算过程：
电离层薄层假设中，视线方向上的电离层STEC全部被压缩在电离层穿刺点上，测站接收机p至卫星s传播路径上的总电子含量
Figure GDA0002555127250000047
由对应的电离层穿刺点所属小网格的4个网格点的垂直总电子含量VTEC表示，计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000046
其中，基于步骤(3)中得到的实时最优网格判断得到电离层穿刺点所属的小网格，并得到对应的网格号以及4个网格点的经纬度；下标r表示电离层穿刺点所属网格号，下标i＝1，2，3，4表示四个网格点序号，(Iv)ri为4个网格点的VTEC，wri为对应的权值，f(e)为STEC与VTEC之间的投影函数；
投影函数f(e)为三角投影函数，由下式确定：
Figure GDA0002555127250000051
权值wri由下式确定：
Figure GDA0002555127250000052
其中，ZIPP为卫星相对于电离层穿刺点的天顶距，R为地球半径，H为电离层薄层高度，E为卫星高度角，dri为电离层穿刺点到对应网格点的距离；
则，建立的双差电离层延迟
Figure GDA0002555127250000055
与对应周围网格点VTEC的函数关系的公式如下：
Figure GDA0002555127250000053
其中，下标j、k分别表示参考站j和参考站k，上标ref表示参考卫星，s表示观测卫星，f1表示载波φ1的频率，f2表示载波φ2的频率；
当前历元参考站网解算的n个双差电离层延迟表示为：
Figure GDA0002555127250000054
式中，x＝[(Iv)1 (Iv)2 … (Iv)m-1 (Iv)m]T为步骤(3)中实时最优网格所有网格点的垂直总电子含量VTEC；
Figure GDA0002555127250000063
为参考站网络实时解算的双差电离层延迟，由步骤(1)中得到的实时双差电离层延迟构建；
Figure GDA0002555127250000061
为系数矩阵，由所述双差电离层延迟
Figure GDA0002555127250000062
与对应周围网格点VTEC的函数关系构建；
则上式简写为：
b＝A·x
最小二乘解为：
x＝(ATA)-1ATb
根据该最小二乘解计算网格点的VTEC值。
一种基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插***，包括一种控制模块，所述控制模块包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
(1)构建Delaunay三角网，选择网络最优独立基线，构成参考站网，计算参考站网实时双差电离层延迟；
(2)计算参考站网的双差电离层延迟对应的所有电离层穿刺点的经纬度；
(3)利用所有电离层穿刺点的经纬度确定实时最优网格；
(4)基于所述实时最优网格，利用实时解算的参考站网双差电离层延迟以及电离层穿刺点经纬度信息，建立双差电离层延迟与周围网格点VTEC的函数关系，然后计算网格点的VTEC，即将双差电离层延迟还原到网格点的VTEC；
(5)选择距流动站最近的参考站为主参考站，根据计算得到的流动站与主参考站间双差电离层延迟对应的电离层穿刺点经纬度，建立流动站与主参考站间双差电离层延迟与网格点VTEC的函数关系，然后计算流动站与主参考站间的双差电离层延迟，即重构流动站与主参考站间的双差电离层延迟。
所述步骤(1)中，参考站网实时双差电离层延迟
Figure GDA0002555127250000071
的计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000072
其中，λ1为载波φ1的波长，λ2为载波φ2的波长，
Figure GDA0002555127250000073
为载波φ1的双差观测值，
Figure GDA0002555127250000074
为载波φ2的双差观测值，
Figure GDA0002555127250000075
表示φ1上的双差整周模糊度，
Figure GDA0002555127250000076
表示φ2上的双差整周模糊度。
所述步骤(2)中，电离层穿刺点的经纬度的计算过程包括：
已知当前历元的卫星s坐标和测站接收机p坐标，则当前历元电离层穿刺点的大地经纬度lIPP和BIPP由下式计算得到：
Figure GDA0002555127250000077
其中，(lp，Bp)为测站接收机p的经纬度，A为卫星方位角，
Figure GDA0002555127250000078
为测站接收机p与电离层穿刺点的地心张角；
当前时刻地心张角
Figure GDA0002555127250000079
的计算公式如下：
Figure GDA00025551272500000710
其中，R为地球半径,H为电离层薄层高度，E为卫星高度角；
当前时刻的卫星高度角E和方位角A的计算公式如下：
Figure GDA00025551272500000711
Figure GDA00025551272500000712
其中，(X，Y，Z)为当前历元站心坐标系下的卫星坐标，由下式转换得到：
Figure GDA0002555127250000081
其中，(ΔX，ΔY，ΔZ)为测站接收机p与卫星s的地心坐标差。
所述步骤(3)中，实时最优网格的确定包括以下步骤：
1)根据所有的电离层穿刺点的经纬度划定网格覆盖范围；
2)按照不同的网格大小，划分出所有实时网格，得到一个网格序列；
3)按照优先级将所有的网格排序，得到实时最优网格。
所述步骤(4)中，计算的网格点的VTEC为实时最优网格网格点的VTEC，包括以下计算过程：
电离层薄层假设中，视线方向上的电离层STEC全部被压缩在电离层穿刺点上，测站接收机p至卫星s传播路径上的总电子含量
Figure GDA0002555127250000084
由对应的电离层穿刺点所属小网格的4个网格点的垂直总电子含量VTEC表示，计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000082
其中，基于步骤(3)中得到的实时最优网格判断得到电离层穿刺点所属的小网格，并得到对应的网格号以及4个网格点的经纬度；下标r表示电离层穿刺点所属网格号，下标i＝1，2，3，4表示四个网格点序号，(Iv)ri为4个网格点的VTEC，wri为对应的权值，f(e)为STEC与VTEC之间的投影函数；
投影函数f(e)为三角投影函数，由下式确定：
Figure GDA0002555127250000083
权值wri由下式确定：
Figure GDA0002555127250000091
其中，ZIPP为卫星相对于电离层穿刺点的天顶距，R为地球半径，H为电离层薄层高度，E为卫星高度角，dri为电离层穿刺点到对应网格点的距离；
则，建立的双差电离层延迟
Figure GDA0002555127250000092
与对应周围网格点VTEC的函数关系的公式如下：
Figure GDA0002555127250000093
其中，下标j、k分别表示参考站j和参考站k，上标ref表示参考卫星，s表示观测卫星，f1表示载波φ1的频率，f2表示载波φ2的频率；
当前历元参考站网解算的n个双差电离层延迟表示为：
Figure GDA0002555127250000094
式中，x＝[(Iv)1 (Iv)2 … (Iv)m-1 (Iv)m]T为步骤(3)中实时最优网格所有网格点的垂直总电子含量VTEC；
Figure GDA0002555127250000095
为参考站网络实时解算的双差电离层延迟，由步骤(1)中得到的实时双差电离层延迟构建；
Figure GDA0002555127250000096
为系数矩阵，由所述双差电离层延迟
Figure GDA0002555127250000097
与对应周围网格点VTEC的函数关系构建；
则上式简写为：
b＝A·x
最小二乘解为：
x＝(ATA)-1ATb
根据该最小二乘解计算网格点的VTEC值。
附图说明
图1是网络RTK电离层延迟内插方法流程示意图；
图2是网络RTK电离层延迟内插方法原理框图。
具体实施方式
本发明提供一种基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
(1)构建Delaunay三角网，选择网络最优独立基线，构成参考站网，以及计算参考站网实时双差电离层延迟。这里，利用参考站坐标(具体为参考站精确坐标)构建Delaunay三角网。
(2)计算参考站网的双差电离层延迟对应的所有电离层穿刺点的经纬度。步骤(1)计算的每个双差电离层延迟对应4个电离层穿刺点，该步骤(2)需要计算参考站网的双差电离层延迟对应的所有电离层穿刺点的经纬度。
(3)利用步骤(2)中得到的所有电离层穿刺点的经纬度确定实时最优网格，能够得到包括网格个数、网格点个数、网格号、网格点号、网格覆盖范围、网格大小和网格点经纬度在内的信息数据。
(4)基于步骤(3)得到的实时最优网格，利用实时解算的参考站网双差电离层延迟以及电离层穿刺点经纬度信息，建立双差电离层延迟与周围网格点VTEC的函数关系，然后计算网格点的VTEC(垂直电子总含量)，即将双差电离层延迟还原到网格点的VTEC。这里，采用最小二乘法计算上述网格点的VTEC。
(5)选择距流动站最近的参考站为主参考站，根据计算得到的流动站与主参考站间双差电离层延迟对应的电离层穿刺点经纬度，建立流动站与主参考站间双差电离层延迟与网格点VTEC的函数关系，然后计算流动站与主参考站间的双差电离层延迟，即重构流动站与主参考站间的双差电离层延迟。
以下对结合各步骤的具体实现过程，给出该网络RTK电离层延迟内插方法的一种具体的实施方式。
(1)利用参考站精确坐标构建Delaunay三角网，选择网络最优独立基线，构成参考站网，以及计算参考站网实时双差电离层延迟。
参考站网实时双差电离层延迟
Figure GDA0002555127250000111
的计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000112
其中，λ1为载波φ1的波长，λ2为载波φ2的波长，对于GPS卫星，λ1＝0.19029367279836487m，λ2＝0.24421021342456825m，
Figure GDA0002555127250000113
为载波φ1的双差观测值，
Figure GDA0002555127250000114
为载波φ2的双差观测值，
Figure GDA0002555127250000115
表示φ1上的双差整周模糊度，
Figure GDA0002555127250000116
表示φ2上的双差整周模糊度。
(2)计算参考站网的双差电离层延迟对应的所有电离层穿刺点的经纬度。
基于电离层薄层假设，测站接收机p至卫星s的连线与电离层薄层的交点为电离层穿刺点IPP(Intersect Pierce Point)。已知当前历元的卫星s坐标和测站接收机p坐标，则当前历元电离层穿刺点的大地经纬度lIPP和BIPP由下式计算得到：
Figure GDA0002555127250000117
其中，(lp，Bp)为测站接收机p的经纬度，A为卫星方位角，
Figure GDA0002555127250000121
为测站接收机p与电离层穿刺点的地心张角。
当前时刻地心张角
Figure GDA0002555127250000122
的计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000123
其中，R为地球半径(R＝6371km),H为电离层薄层高度(取值范围为300～500km)，E为卫星高度角。
当前时刻的卫星高度角E和方位角A的计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000124
Figure GDA0002555127250000125
其中，(X，Y，Z)为当前历元站心坐标系下的卫星坐标，由下式转换：
Figure GDA0002555127250000126
其中，(ΔX，ΔY，ΔZ)为测站接收机p与卫星s的地心坐标差。
(3)利用步骤(2)中得到的所有电离层穿刺点的经纬度确定实时最优网格，得到包括网格个数、网格点个数、网格号、网格点号、网格覆盖范围、网格大小和网格点经纬度在内的信息数据。
实时最优网格的确定包括以下具体步骤：
1)根据步骤(2)得到的所有的电离层穿刺点的经纬度，划定网格覆盖范围。
2)按照不同的网格大小(最小分辨率为1°×1°)，划分出所有实时网格，得到一个网格序列。可以按照从左到右的顺序给小网格和所有网格点标号，每个网格有网格个数，网格点个数，网格覆盖范围，网格大小，网格点经纬度等信息。
3)按照优先级将所有的网格排序，即将得到的网格序列进行排序，得到最优实时网格。
其中，最优实时网格构建原则如下：①满足网格点个数不大于实时解算的网络双差电离层延迟个数；②满足电离层穿刺点分布较为均匀，每个小网格均有电离层穿刺点；③满足网格大小与网格范围的一致性，即网格范围经度大于纬度则网格大小经度大于纬度；④满足网格个数最大，即网格大小较小；⑤网格个数相同情况下，满足网格大小经纬度相差最小。
(4)基于步骤(3)得到的实时最优网格，利用步骤(1)得到的实时双差电离层延迟，即实时解算的参考站网双差电离层延迟，以及步骤(2)得到的电离层穿刺点经纬度信息，建立双差电离层延迟与周围网格点VTEC的函数关系，然后计算网格点的VTEC，即将双差电离层延迟还原到网格点的VTEC。这里，采用最小二乘法计算网格点的VTEC值。
网格点的VTEC值包括以下计算过程：
电离层薄层假设中，视线方向上的电离层STEC(斜路径上的总电子含量)全部被压缩在电离层穿刺点上。测站接收机p至卫星s传播路径上的总电子含量
Figure GDA0002555127250000132
由对应的电离层穿刺点所属小网格的4个网格点的垂直总电子含量VTEC表示，计算公式如下：
Figure GDA0002555127250000131
其中，基于步骤(3)中得到的实时最优网格判断得到步骤(2)中得到的电离层穿刺点所属的小网格，并得到对应的网格号以及4个网格点的经纬度。下标r表示电离层穿刺点IPP所属网格号，下标i＝1，2，3，4表示四个网格点序号，比如：从左上角按逆时针依次编号，(Iv)ri为4个网格点的VTEC，wri为其所对应的权值，f(e)为STEC与VTEC之间的投影函数。
电离层穿刺点所属的小网格的判断方法包括以下步骤：
1)判断电离层穿刺点是否属于当前小网格。若电离层穿刺点经纬度在小网格经纬度范围内，则电离层穿刺点属于当前小网格；反之，则电离层穿刺点不属于当前小网格。
2)若电离层穿刺点属于当前小网格，得到对应的网格号以及4个网格点的经纬度，结束判断过程；若电离层穿刺点不属于当前小网格，按照网格号顺序将下一小网格置为当前，按照步骤1)方法循环判断。
进一步地，投影函数f(e)为最常用的三角投影函数，由下式确定：
Figure GDA0002555127250000141
权值wri可以由下式确定：
Figure GDA0002555127250000142
其中，ZIPP为卫星相对于电离层穿刺点的天顶距，R为地球半径,H为电离层薄层高度，E为卫星高度角，dri为电离层穿刺点IPP到对应网格点的距离。根据该计算公式能够计算得到每个电离层穿刺点的权值。
建立的双差电离层延迟
Figure GDA0002555127250000143
与对应周围网格点VTEC的函数关系为：
Figure GDA0002555127250000144
其中，下标j、k分别表示参考站j和参考站k，上标ref表示参考卫星，s表示观测卫星，f1表示载波φ1的频率，f2表示载波φ2的频率，对于GPS卫星，f1＝1575.42MHz，f2＝1227.6MHz。根据该函数关系式还能够构建下述系数矩阵A。
当前历元参考站网解算的n个双差电离层延迟可以表示为：
Figure GDA0002555127250000151
式中，x＝[(Iv)1 (Iv)2 … (Iv)m-1 (Iv)m]T为步骤(3)中得到的实时最优网格所有(m个)网格点的垂直总电子含量VTEC，是待求的未知量；
Figure GDA0002555127250000152
为参考站网络实时解算的双差电离层延迟，是已知的观测向量，由步骤(1)中得到的实时双差电离层延迟构建得到；
Figure GDA0002555127250000153
为系数矩阵。
则上式简写为：
b＝A·x
其最小二乘解为：
x＝(ATA)-1ATb
那么，基于最小二乘原理，根据该得到的最小二乘解能够计算得到实时最优网格网格点的VTEC值。
(5)选择距流动站最近的参考站为主参考站，根据计算得到的流动站与主参考站间双差电离层延迟对应的电离层穿刺点经纬度，建立流动站与主参考站间双差电离层延迟与网格点VTEC的函数关系，然后计算流动站与主参考站间的双差电离层延迟，即重构流动站与主参考站间的双差电离层延迟。
其中，流动站与主参考站间双差电离层延迟对应的电离层穿刺点经纬度可以按照上述步骤(2)中所述的计算过程进行计算，那么就能够计算得到流动站与主参考站间双差电离层延迟对应的4个电离层穿刺点经纬度。流动站与主参考站间双差电离层延迟与网格点VTEC的函数关系可以按照上述步骤(4)中所述的建立过程进行建立，根据函数关系就能够计算得到流动站与主参考站间的双差电离层延迟。
图2是网络RTK电离层延迟内插方法原理框图。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
上述方法可以作为一种计算机程序，在基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插***中的控制模块中的存储器中存储，并可在控制模块中的处理器上执行。

Claims (10)

1.一种基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)构建Delaunay三角网，选择网络最优独立基线，构成参考站网，计算参考站网实时双差电离层延迟；
(2)计算参考站网的双差电离层延迟对应的所有电离层穿刺点的经纬度；
(3)利用所有电离层穿刺点的经纬度确定实时最优网格；
(4)基于所述实时最优网格，利用实时解算的参考站网双差电离层延迟以及电离层穿刺点经纬度信息，建立双差电离层延迟与周围网格点VTEC的函数关系，然后计算网格点的VTEC，即将双差电离层延迟还原到网格点的VTEC；
(5)选择距流动站最近的参考站为主参考站，根据计算得到的流动站与主参考站间双差电离层延迟对应的电离层穿刺点经纬度，建立流动站与主参考站间双差电离层延迟与网格点VTEC的函数关系，然后计算流动站与主参考站间的双差电离层延迟，即重构流动站与主参考站间的双差电离层延迟。
2.根据权利要求1所述的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法，其特征在于，所述步骤(1)中，参考站网实时双差电离层延迟Δ▽I的计算公式如下：
Figure FDA0002555127240000011
其中，λ1为载波φ1的波长，λ2为载波φ2的波长，
Figure FDA0002555127240000012
为载波φ1的双差观测值，
Figure FDA0002555127240000013
为载波φ2的双差观测值，Δ▽N1表示φ1上的双差整周模糊度，Δ▽N2表示φ2上的双差整周模糊度。
3.根据权利要求2所述的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法，其特征在于，所述步骤(2)中，电离层穿刺点的经纬度的计算过程包括：
已知当前历元的卫星s坐标和测站接收机p坐标，则当前历元电离层穿刺点的大地经纬度lIPP和BIPP由下式计算得到：
Figure FDA0002555127240000021
其中，(lp，Bp)为测站接收机p的经纬度，A为卫星方位角，
Figure FDA0002555127240000022
为测站接收机p与电离层穿刺点的地心张角；
当前时刻地心张角
Figure FDA0002555127240000023
的计算公式如下：
Figure FDA0002555127240000024
其中，R为地球半径,H为电离层薄层高度，E为卫星高度角；
当前时刻的卫星高度角E和方位角A的计算公式如下：
Figure FDA0002555127240000025
Figure FDA0002555127240000026
其中，(X，Y，Z)为当前历元站心坐标系下的卫星坐标，由下式转换得到：
Figure FDA0002555127240000027
其中，(ΔX，ΔY，ΔZ)为测站接收机p与卫星s的地心坐标差。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法，其特征在于，所述步骤(3)中，实时最优网格的确定包括以下步骤：
1)根据所有的电离层穿刺点的经纬度划定网格覆盖范围；
2)按照不同的网格大小，划分出所有实时网格，得到一个网格序列；
3)按照优先级将所有的网格排序，得到实时最优网格。
5.根据权利要求3所述的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插方法，其特征在于，所述步骤(4)中，实时最优网格网格点的VTEC包括以下计算过程：
电离层薄层假设中，视线方向上的电离层STEC全部被压缩在电离层穿刺点上，测站接收机p至卫星s传播路径上的总电子含量
Figure FDA0002555127240000031
由对应的电离层穿刺点所属小网格的4个网格点的垂直总电子含量VTEC表示，计算公式如下：
Figure FDA0002555127240000032
其中，基于步骤(3)中得到的实时最优网格判断得到电离层穿刺点所属的小网格，并得到对应的网格号以及4个网格点的经纬度；下标r表示电离层穿刺点所属网格号，下标i＝1，2，3，4表示四个网格点序号，(Iv)ri为4个网格点的VTEC，wri为对应的权值，f(e)为STEC与VTEC之间的投影函数；
投影函数f(e)为三角投影函数，由下式确定：
Figure FDA0002555127240000033
权值wri由下式确定：
Figure FDA0002555127240000034
其中，ZIPP为卫星相对于电离层穿刺点的天顶距，R为地球半径，H为电离层薄层高度，E为卫星高度角，dri为电离层穿刺点到对应网格点的距离；
则，建立的双差电离层延迟
Figure FDA0002555127240000041
与对应周围网格点VTEC的函数关系的公式如下：
Figure FDA0002555127240000042
其中，下标j、k分别表示参考站j和参考站k，上标ref表示参考卫星，s表示观测卫星，f1表示载波φ1的频率，f2表示载波φ2的频率；
当前历元参考站网解算的n个双差电离层延迟表示为：
Figure FDA0002555127240000043
式中，x＝[(Iv)1 (Iv)2…(Iv)m-1 (Iv)m]T为步骤(3)中实时最优网格所有网格点的垂直总电子含量VTEC；b＝[Δ▽I1 Δ▽I2…Δ▽In-1 Δ▽In]T为参考站网络实时解算的双差电离层延迟，由步骤(1)中得到的实时双差电离层延迟构建；
Figure FDA0002555127240000044
为系数矩阵，由所述双差电离层延迟
Figure FDA0002555127240000045
与对应周围网格点VTEC的函数关系构建；
则上式简写为：
b＝A·x
最小二乘解为：
x＝(ATA)-1ATb
根据该最小二乘解计算网格点的VTEC值。
6.一种基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插***，包括一种控制模块，所述控制模块包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可由所述处理器执行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
(1)构建Delaunay三角网，选择网络最优独立基线，构成参考站网，计算参考站网实时双差电离层延迟；
(2)计算参考站网的双差电离层延迟对应的所有电离层穿刺点的经纬度；
(3)利用所有电离层穿刺点的经纬度确定实时最优网格；
(4)基于所述实时最优网格，利用实时解算的参考站网双差电离层延迟以及电离层穿刺点经纬度信息，建立双差电离层延迟与周围网格点VTEC的函数关系，然后计算网格点的VTEC，即将双差电离层延迟还原到网格点的VTEC；
(5)选择距流动站最近的参考站为主参考站，根据计算得到的流动站与主参考站间双差电离层延迟对应的电离层穿刺点经纬度，建立流动站与主参考站间双差电离层延迟与网格点VTEC的函数关系，然后计算流动站与主参考站间的双差电离层延迟，即重构流动站与主参考站间的双差电离层延迟。
7.根据权利要求6所述的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插***，其特征在于，所述步骤(1)中，参考站网实时双差电离层延迟Δ▽I的计算公式如下：
Figure FDA0002555127240000051
其中，λ1为载波φ1的波长，λ2为载波φ2的波长，
Figure FDA0002555127240000061
为载波φ1的双差观测值，
Figure FDA0002555127240000062
为载波φ2的双差观测值，Δ▽N1表示φ1上的双差整周模糊度，Δ▽N2表示φ2上的双差整周模糊度。
8.根据权利要求7所述的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插***，其特征在于，所述步骤(2)中，电离层穿刺点的经纬度的计算过程包括：
已知当前历元的卫星s坐标和测站接收机p坐标，则当前历元电离层穿刺点的大地经纬度lIPP和BIPP由下式计算得到：
Figure FDA0002555127240000063
其中，(lp，Bp)为测站接收机p的经纬度，A为卫星方位角，
Figure FDA0002555127240000064
为测站接收机p与电离层穿刺点的地心张角；
当前时刻地心张角
Figure FDA0002555127240000065
的计算公式如下：
Figure FDA0002555127240000066
其中，R为地球半径,H为电离层薄层高度，E为卫星高度角；
当前时刻的卫星高度角E和方位角A的计算公式如下：
Figure FDA0002555127240000067
Figure FDA0002555127240000068
其中，(X，Y，Z)为当前历元站心坐标系下的卫星坐标，由下式转换得到：
Figure FDA0002555127240000069
其中，(ΔX，ΔY，ΔZ)为测站接收机p与卫星s的地心坐标差。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插***，其特征在于，所述步骤(3)中，实时最优网格的确定包括以下步骤：
1)根据所有的电离层穿刺点的经纬度划定网格覆盖范围；
2)按照不同的网格大小，划分出所有实时网格，得到一个网格序列；
3)按照优先级将所有的网格排序，得到实时最优网格。
10.根据权利要求8所述的基于实时网格的网络RTK电离层延迟内插***，其特征在于，所述步骤(4)中，计算的网格点的VTEC为实时最优网格网格点的VTEC，包括以下计算过程：
电离层薄层假设中，视线方向上的电离层STEC全部被压缩在电离层穿刺点上，测站接收机p至卫星s传播路径上的总电子含量
Figure FDA0002555127240000074
由对应的电离层穿刺点所属小网格的4个网格点的垂直总电子含量VTEC表示，计算公式如下：
Figure FDA0002555127240000071
其中，基于步骤(3)中得到的实时最优网格判断得到电离层穿刺点所属的小网格，并得到对应的网格号以及4个网格点的经纬度；下标r表示电离层穿刺点所属网格号，下标i＝1，2，3，4表示四个网格点序号，(Iv)ri为4个网格点的VTEC，wri为对应的权值，f(e)为STEC与VTEC之间的投影函数；
投影函数f(e)为三角投影函数，由下式确定：
Figure FDA0002555127240000072
权值wri由下式确定：
Figure FDA0002555127240000073
其中，ZIPP为卫星相对于电离层穿刺点的天顶距，R为地球半径，H为电离层薄层高度，E为卫星高度角，dri为电离层穿刺点到对应网格点的距离；
则，建立的双差电离层延迟
Figure FDA0002555127240000081
与对应周围网格点VTEC的函数关系的公式如下：
Figure FDA0002555127240000082
其中，下标j、k分别表示参考站j和参考站k，上标ref表示参考卫星，s表示观测卫星，f1表示载波φ1的频率，f2表示载波φ2的频率；
当前历元参考站网解算的n个双差电离层延迟表示为：
Figure FDA0002555127240000083
式中，x＝[(Iv)1 (Iv)2…(Iv)m-1 (Iv)m]T为步骤(3)中实时最优网格所有网格点的垂直总电子含量VTEC；b＝[Δ▽I1 Δ▽I2…Δ▽In-1 Δ▽In]T为参考站网络实时解算的双差电离层延迟，由步骤(1)中得到的实时双差电离层延迟构建；
Figure FDA0002555127240000084
为系数矩阵，由所述双差电离层延迟
Figure FDA0002555127240000085
与对应周围网格点VTEC的函数关系构建；
则上式简写为：
b＝A·x
最小二乘解为：
x＝(ATA)-1ATb根据该最小二乘解计算网格点的VTEC值。
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