CN117492054A - 区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法 - Google Patents

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CN117492054A CN202311517915.5A CN202311517915A CN117492054A CN 117492054 A CN117492054 A CN 117492054A CN 202311517915 A CN202311517915 A CN 202311517915A CN 117492054 A CN117492054 A CN 117492054A
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Abstract

本发明提供了一种区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法、装置、电子设备及介质,包括:信号发射站生成导航信号;第一信号观测站和第二信号观测站接收导航信号生成观测数据,并将观测数据发送给数据处理中心;基于数据处理中心对观测数据进行数据解算得到增强信号并发送给第一信号观测站;用户端接收信号发射站的导航信号和第一信号观测站的增强信号,根据导航信号和增强信号进行定位修正,得到定位结果。综上,本发明通过以低轨卫星作为信号观测站弥补海外地面监测站不足,并将解算得到包括高精度导航卫星轨道改正数、钟差改正数和未校准相位延迟产品,通过低轨卫星向用户播发,实现全球范围内用户端的PPP模糊度固定。

Description

区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法
技术领域
本发明涉及卫星导航定位领域,具体涉及一种区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在卫星导航定位领域中,精密单点定位技术(Precise Point Positioning, PPP)由于其定位精度高,操作简便且不受距离的限制,已在全球范围内得到广泛应用。但由于该技术需要较长的收敛时间才能达到厘米级定位精度,极大地限制了其推广应用。模糊度固定技术的出现一定程度上缩短了收敛时间提高了定位精度,但需要稳定的未校准相位延迟(Uncalibrated Phase Delay,UPD)。随后,在此基础上发展出了精密动态实时单点定位技术(Precise Point Positioning-Real-Time Kinematic, PPP-RTK),该技术依赖较为密集的参考站网,成本较高,同时随着用户与参考站距离的增加,定位效果降低。星基增强***通过地球静止轨道卫星向用户发送星历误差、卫星误差、电离层延迟等多种改正信息,可以实现广域精密定位,然而其使用伪距观测数据,定位精度有限。此外,受限于北斗卫星导航***(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)难以在海外大量建站的问题,分布在我国境内的地面站只能得到部分弧段的卫星观测数据,进而无法满足全球范围内全时段精密定位需求。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质,用于解决由于地面站建站不足,只能得到部分弧段的卫星观测数据,因此无法在全球范围内获得全时段精密产品,导致无法在全球范围内实现精密单点定位的技术问题。
为了解决上述问题,一方面,本发明提供了一种区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,用于基于全球精密单点定位***实现全球范围内模糊度固定,全球精密单点定位***包括信号发射站、第一信号观测站、第二信号观测站、数据处理中心和用户端,其中信号发射站为若干中高轨卫星,第一信号观测站为若干低轨卫星,第二信号观测站为若干地面监测站,方法包括:
信号发射站生成导航信号;
第一信号观测站和第二信号观测站接收导航信号生成观测数据,并将观测数据发送给数据处理中心;
数据处理中心对观测数据进行数据解算得到增强信号并发送给第一信号观测站;
用户端接收信号发射站的导航信号和第一信号观测站的增强信号,根据导航信号和增强信号进行定位修正,得到定位结果。
进一步的,第一信号观测站和第二信号观测站接收导航信号生成观测数据,包括:
第一信号观测站基于卫星端接收机接收信号发射站的导航信号,并对导航信号进行处理得到第一伪距和第一载波相位观测值;
第二信号观测站基于地面端接收机接收信号发射站的导航信号,并对导航信号进行处理得到第二伪距和第二载波相位观测值。
进一步的,增强信号包括信号发射站的卫星轨道改正数、钟差改正数以及信号发射站的未校准相位延迟,数据处理中心对观测数据进行数据解算得到增强信号,包括:
根据观测数据基于动力学方法和最小二乘批处理得到信号发射站的卫星轨道改正数和钟差改正数;
根据观测数据构建消电离层组合观测方程;
解算消电离层组合观测方程得到信号发射站的浮点模糊度;
根据信号发射站的浮点模糊度解算得到信号发射站的未校准相位延迟。
进一步的,解算消电离层组合观测方程得到信号发射站的浮点模糊度,包括:
对第一信号观测站采取动态精密单点定位策略,对第二信号观测站采取静态精密单点定位策略,并基于动态精密单点定位策略和静态精密单点定位策略解算消电离层组合观测方程得到初始浮点模糊度,并对初始浮点模糊度筛选得到浮点模糊度。
进一步的,根据信号发射站的浮点模糊度解算得到信号发射站的未校准相位延迟,包括:
根据浮点模糊度确定各信号发射站和各信号接收站的非差模糊度小数值;
选定初始信号接收站并定义初始信号接收站的未校准相位延迟初始值,并根据非差模糊度小数值对各信号观测站和各信号发射站依次推算得到各信号观测站和各信号发射站的未校准相位延迟初值;
基于方差分量估计法调整不同信号观测站获得的非差模糊度小数值权重,得到各信号观测站的未校准相位延迟。
进一步的,根据浮点模糊度确定各信号发射站和各信号接收站的非差模糊度小数值,包括:
基于MW组合观测值法得到浮点模糊度的宽巷浮点模糊度;
对宽巷浮点模糊度取整固定得到整周宽巷模糊度;
根据浮点模糊度和整周宽巷模糊度得到浮点模糊度的窄巷浮点模糊度;
基于LAMBDA方法确定整周窄巷模糊度;
根据宽巷浮点模糊度、整周宽巷模糊度、窄巷浮点模糊度和整周窄巷模糊度确定非差模糊度小数值。
进一步的,根据导航信号和增强信号进行定位修正,得到定位结果,包括:
用户端根据所述导航信号解算得到初步浮点模糊度;
将初步浮点模糊度解算得到宽巷模糊度和窄巷模糊度,并基于未校准相位延迟恢复宽巷模糊度和窄巷模糊度的整数特性;
基于LAMBDA算法对窄巷模糊度进行搜索固定和检验,并根据固定后的窄巷模糊度对用户坐标固定解进行更新,得到定位结果。
另一方面,本发明还提供了一种区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位装置,包括:
信号发射单元,用于基于信号发射站生成导航信号;
观测数据生成单元,用于基于第一信号观测站和第二信号观测站接收导航信号生成观测数据,并将观测数据发送给数据处理中心;
数据解算单元,用于基于数据处理中心对观测数据进行数据解算得到增强信号并发送给第一信号观测站;
定位修正单元,用于基于用户端接收信号发射站的导航信号和第一信号观测站的增强信号,根据导航信号和增强信号进行定位修正,得到定位结果。
另一方面,本发明还提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,其中,
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,与存储器耦合,用于执行计算机程序,以实现上述任意一项的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法中的步骤。
另一方面,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现上述任一项的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法中的步骤。
与现有技术相比,采用上述实施例的有益效果是:本发明通过以低轨卫星作为第一信号观测站弥补海外地面监测站不足的问题,并由数据处理中心数据解算得到高精度导航卫星轨道改正数、钟差改正数和未校准相位延迟产品,通过低轨卫星向用户播发,实现全球范围内用户端的PPP模糊度固定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显然,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法的一个实施例的流程示意图;
图2为本发明一个实施例的区域地面站支持低轨增强PPP模糊度固定的信号传递示意图;
图3为本发明一个实施例的未校准相位延迟解算流程图;
图4为本发明提供的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位装置的一个实施例的结构示意图;
图5为本发明提供的电子设备的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解,示意图的附图并未按实物比例绘制。本发明中使用的流程图示出了根据本发明的一些实施例实现的操作。应当理解,流程图的操作可以不按顺序实现,没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外,本领域技术人员在本发明内容的指引下,可以向流程图添加一个或多个其他操作,也可以从流程图中移除一个或多个操作。
附图中所示的一些方框图是功能实体,不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器***和/或微控制器***中实现这些功能实体。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
图1为本发明提供的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法的一个实施例的流程示意图,如图1所示,区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法包括:
S101、信号发射站生成导航信号;
S102、第一信号观测站和第二信号观测站接收导航信号生成观测数据,并将观测数据发送给数据处理中心;
S103、数据处理中心对观测数据进行数据解算得到增强信号并发送给第一信号观测站;
S104、用户端接收信号发射站的导航信号和第一信号观测站的增强信号,根据导航信号和增强信号进行定位修正,得到定位结果。
具体地,图2为本发明实施例的区域地面站支持低轨增强PPP模糊度固定的信号传递示意图。如图2所示,在本发明提供的区域地面站支持下低轨卫星(Low orbitsatellite,LEO)增强的全球导航定位方法中,通过以低轨卫星作为第一信号观测站弥补海外地面监测站不足的问题,并由数据处理中心数据解算得到高精度导航卫星轨道改正数、钟差改正数和未校准相位延迟产品,通过低轨卫星向用户播发,实现全球范围内用户端的PPP模糊度固定。
在本发明的具体实施例中,第一信号观测站和第二信号观测站接收导航信号生成观测数据,包括:
第一信号观测站基于卫星端接收机接收信号发射站的导航信号,并对导航信号进行处理得到第一伪距和第一载波相位观测值;
第二信号观测站基于地面端接收机接收信号发射站的导航信号,并对导航信号进行处理得到第二伪距和第二载波相位观测值。
具体地,观测数据包括低轨卫星接收的来自中高轨卫星的伪距和载波相位观测值,以及地面监测站接收的来自中高轨卫星的伪距和载波相位观测值,在实施例中通过搭载的接收机观测中高轨卫星的导航信号得到。与现有技术相比,通过低轨卫星作为地面监测站的补充,以解决由于地面监测站不足,导致卫星轨道钟差产品精度较差的问题。
在本发明的具体实施例中,增强信号包括信号发射站的卫星轨道改正数、钟差改正数以及信号发射站的未校准相位延迟,数据处理中心对观测数据进行数据解算得到增强信号,包括:
根据观测数据基于动力学方法和最小二乘批处理得到信号发射站的卫星轨道改正数和钟差改正数;
根据观测数据构建消电离层组合观测方程;
解算消电离层组合观测方程得到信号发射站的浮点模糊度;
根据信号发射站的浮点模糊度解算得到信号发射站的未校准相位延迟。
具体地,实施例中在信号观测站得到观测信号后,将观测信号转发到数据处理中心进行数据解算,生成BDS中高轨卫星的钟差改正数,轨道改正数和未校准相位延迟产品。其中,BDS卫星轨道改正数和钟差改正数通过动力学方法和最小二乘批处理来进行估计,未校准相位延迟则通过本发明提供的解算方法得到。图3为本发明一个实施例的未校准相位延迟的解算流程图,如图3所示,解算未校准相位延迟步骤如下:
首先根据观测数据构建消电离层组合观测方程:
其中,和/>分别表示以米为单位的BDS中高轨导航卫星/>与地面监测站/>之间的伪距和相位消电离层组合观测值;/>和/>分别表示以米为单位的低轨卫星/>和BDS中高轨导航卫星/>之间的伪距和相位消电离层组合观测值;/>表示地面监测站/>与BDS中高轨导航卫星/>的几何距离;/>表示低轨卫星/>和BDS中高轨导航卫星/>的几何距离;/>为光速,/>表示吸收了地面监测站伪距硬件延迟的接收机钟差;/>表示吸收了低轨卫星伪距硬件延迟的接收机钟差,/>表示吸收了中高轨导航卫星硬件延迟的卫星钟差;/>为对流层延迟;/>为波长,/>和/>表示包含了硬件延迟的浮点模糊度;/>和/>表示伪距观测值噪声,/>和/>表示相位观测值噪声。
在本发明的具体实施例中,解算消电离层组合观测方程得到信号发射站的浮点模糊度,包括:
对第一信号观测站采取动态精密单点定位策略,对第二信号观测站采取静态精密单点定位策略,并基于动态精密单点定位策略和静态精密单点定位策略解算消电离层组合观测方程得到初始浮点模糊度,并对初始浮点模糊度筛选得到浮点模糊度。
具体地,如图3所示,在解算浮点模糊度时,考虑到信号观测站状态的不同使用了不同的策略。对于地面监测站,采取静态PPP策略,测站坐标固定或作为常数估计;对低轨卫星,采取动态PPP策略,将卫星坐标作为白噪声估计,并在解算出中高轨卫星的浮点模糊度后,设置筛选条件并保留满足条件的浮点模糊度进行未校准相位延迟解算。筛选条件为:卫星由低高度角升至高高度角时,观测时间需大于分钟且高度角大于/>;当卫星由高高度角降至低高度角时,观测时间需大于/>分钟,其中/>和/>结合具体实施例来确定。
在本发明的具体实施例中,根据信号发射站的浮点模糊度解算得到信号发射站的未校准相位延迟,包括:
根据浮点模糊度确定各信号发射站和各信号接收站的非差模糊度小数值;
选定初始信号接收站并定义初始信号接收站的未校准相位延迟初始值,并根据非差模糊度小数值对各信号观测站和各信号发射站依次推算得到各信号观测站和各信号发射站的未校准相位延迟初值;
基于方差分量估计法调整不同信号观测站获得的非差模糊度小数值权重,得到各信号观测站的未校准相位延迟。
在本发明的具体实施例中,根据浮点模糊度确定各信号发射站和各信号接收站的非差模糊度小数值,包括:
基于MW组合观测值法得到浮点模糊度的宽巷浮点模糊度;
对宽巷浮点模糊度取整固定得到整周宽巷模糊度;
根据浮点模糊度和整周宽巷模糊度得到浮点模糊度的窄巷浮点模糊度;
基于LAMBDA方法确定整周窄巷模糊度;
根据宽巷浮点模糊度、整周宽巷模糊度、窄巷浮点模糊度和整周窄巷模糊度确定非差模糊度小数值。
具体地,如图2所示,在解算过程中,消电离层浮点模糊度可表示为宽巷浮点模糊度/>和窄巷浮点模糊度/>的组合:
其中,和/>表示载波的频率,/>和/>表示卫星/>的第/>和第/>频率的浮点模糊度。
其中先通过MW(Melbourne-Wubeena combination,MW组合)组合观测值法求得浮点宽巷模糊度,再采用四舍五入取整策略将浮点宽巷模糊度/>固定为整周宽巷模糊度/>,再将求得的消电离层浮点模糊度/>和整周宽巷模糊度/>代入得到窄巷浮点模糊度:
然后采用经典LAMBDA方法可以搜索获得整周窄巷模糊度,信号发射站卫星/>和信号观测站接收端/>的非差宽巷和窄巷模糊度小数部分可以表示为:
其中,为浮点模糊度,/>为整数模糊度,/>为接收端/>的未校准相位延迟;/>为卫星端/>的未校准相位延迟。
至此可以将非差模糊度小数部分统一表示为:
然后实施例可以假设L个地面监测站,P颗低轨卫星,共观测到m颗中高轨卫星,联立方程后可表示为:
其中,表示测站/>的非差模糊度的小数部分,/>和/>表示地面监测站和低轨卫星接收机端未校准相位延迟,/>表示中高轨卫星端的未校准相位延迟,/>表示测站/>接收机端未校准相位延迟的系数矩阵,其中只有一列的元素全为1,其他元素均为0,/>表示中高轨卫星端未校准相位延迟的系数矩阵,其中每一行只有一个元素为-1,其他元素均为0。
任意选取一个测站作为初始信号接收站,并对其未校准相位延迟设置初始值0作为基准,将该测站所有非差浮点模糊度固定为最近的整数,余下的小数部分则为卫星端的未校准相位延迟,然后将该测站中卫星端的未校准相位延迟作为已知值代入邻近测站的共视卫星中,消除该测站共视卫星的未校准相位延迟,将该测站的非差浮点模糊度固定为最近的整数,余下的小数部分则为接收机端的未校准相位延迟。重复操作得到所有接收机端和卫星端未校准相位延迟的近似值,可表示为:
写成误差方程式为:
其中表示未校准相位延迟的系数矩阵;/>表示非差模糊度小数部分的实际观测值;/>表示未校准相位延迟初值;/>表示/>的修正值,最后的未校准相位延迟结果为/>之和。
此外,考虑到地面监测站和低轨卫星观测条件和数据质量不同,导致解算的浮点模糊度精度也有所差异,因此在利用最小二乘法估计未校准相位延迟时需要考虑模糊度的权重,即模糊度小数部分F的权重。
在实施例中,通过方差分量估计法计算模糊度小数部分的权重,初始权重设置为单位阵,进行最小二乘平差,求得,然后按如下严密公式进行方差分量估计:
式中:
其中,,/>表示地面监测站和低轨卫星的观测方程个数,1表示地面监测站,2表示低轨卫星,/>为法方程矩阵。
对矩阵求逆解得和/>
重新调整权重矩阵:
其中,为某一常数,通常取/>中的某个值。
最后重复上述步骤直到,得到权重矩阵。
与现有技术相比,本发明实施例在解算未校准相位延迟过程中,综合利用由若干低轨卫星组成的第一信号观测站和若干地面监测站组成的第二信号观测站得到的观测数据进行解算,采用最小二乘估计的方法解算信号发射站的未校准相位延迟,并基于方差分量估计法进行权重调整,实现中高轨卫星的未校准相位延迟解算。
在本发明的具体实施例中,根据导航信号和增强信号进行定位修正,得到定位结果,包括:
用户端根据所述导航信号解算得到初步浮点模糊度;
将初步浮点模糊度解算得到宽巷模糊度和窄巷模糊度,并基于未校准相位延迟恢复宽巷模糊度和窄巷模糊度的整数特性;
基于LAMBDA算法对窄巷模糊度进行搜索固定和检验,并根据固定后的窄巷模糊度对用户坐标固定解进行更新,得到定位结果。
具体地,在用户端,通过接收信号发射站的导航信号和第一信号观测站即低轨卫星转发的增强信号,实现PPP模糊度固定。
首先,用户端接收信号发射端的导航信号并初步解算得到初步浮点模糊度;
然后同样将用户端得到的消电离层初步浮点模糊度分解成宽巷模糊度和窄巷模糊度/>
上式中,采用MW组合观测值法并进行历元间平滑得到,其中接收机端的宽巷未校准相位延迟利用星间单差方式进行消除,中高轨卫星端的宽巷未校准相位延迟利用低轨卫星播发的宽巷未校准相位延迟产品直接改正,改正公式为:
其中表示目标卫星,/>表示参考卫星,/>表示卫星/>的宽巷未校准相位延迟,表示卫星/>的宽巷未校准相位延迟。
然后对模糊度取整固定,并利用星间单差消电离层浮点模糊度和固定后的星间单差宽巷模糊度/>解算星间单差窄巷浮点模糊度/>,计算公式为:
其中,表示目标卫星,/>表示参考卫星。
得到的星间单差的窄巷浮点模糊度只包含卫星端窄巷未校准相位延迟,因此利用/>和/>两颗卫星的窄巷未校准相位延迟产品的差值改正,改正公式为:
其中,表示卫星/>的窄巷未校准相位延迟,/>表示卫星/>的窄巷未校准相位延迟。
最后基于LAMBDA算法对窄巷模糊度进行搜索固定和检验,并利用固定后的窄巷模糊度构建虚拟观测值约束消电离层模糊度浮点解,进行消电离层组合PPP固定解更新,得到定位结果。
综上,本发明通过利用低轨卫星数量多、运行轨道低、运行速度快、全球覆盖性强和落地信号强度高的特点,将低轨卫星作为第一信号观测站弥补海外地面监测站不足的问题,并通过数据处理中心数据进行实时解算北斗卫星钟差改正数、轨道改正数和未校准相位延迟产品,并以低轨卫星向用户播发,实现全球范围内用户端的PPP模糊度固定。
基于本发明提供得到区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,本发明还提供了一种区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位装置400,如图4所示,包括:
信号发射单元401,用于基于信号发射站生成导航信号;
观测数据生成单元402,用于基于第一信号观测站和第二信号观测站接收导航信号生成观测数据,并将观测数据发送给数据处理中心;
数据解算单元403,用于基于数据处理中心对观测数据进行数据解算得到增强信号并发送给第一信号观测站;
定位修正单元404,用于基于用户端接收信号发射站的导航信号和第一信号观测站的增强信号,根据导航信号和增强信号进行定位修正,得到定位结果。
上述实施例提供的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位装置400可实现上述区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法实施例中的技术方案,上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法实施例中的相应内容,此处不再赘述。
本发明还提供了一种电子设备500,如图5所示,图5为本发明提供的电子设备一实施例的结构示意图,电子设备500包括处理器501、存储器502及存储在存储器502并可在处理器501上运行的计算机程序,处理器501执行程序时,实现上述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法。
作为优选的实施例,上述电子设备还包括显示器503,用于显示处理器501执行上述区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法的过程。
其中,处理器501可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器501可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU )、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器也可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
其中,存储器502可以是,但不限于,随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),安全数字(Secure Digital,SD卡),闪存卡(Flash Card)等。其中,存储器502用于存储程序,处理器501在接收到执行指令后,执行程序,前述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的方法可以应用于处理器501中,或者由处理器501实现。
其中,显示器503可以是LED显示屏,液晶显示器或触控式显示器等。显示器503用于显示在电子设备500的各种信息。
可以理解的是,图5所示的结构仅为电子设备500的一种结构示意图,电子设备500还可以包括比图5所示更多或更少的组件。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时,实现上述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法。
一般来说,用于实现本发明方法的计算机指令的可以采用一个或多个计算机可读的存储介质的任意组合来承载。非临时性计算机可读存储介质可以包括任何计算机可读介质,除了临时性地传播中的信号本身。
计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线,或半导体的***、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件,或者上述的任意合适的组合。在本发明件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,其特征在于,用于基于全球精密单点定位***实现全球范围内模糊度固定,所述全球精密单点定位***包括信号发射站、第一信号观测站、第二信号观测站、数据处理中心和用户端,其中信号发射站为若干中高轨卫星,第一信号观测站为若干低轨卫星,第二信号观测站为若干地面监测站,所述方法包括:
信号发射站生成导航信号;
第一信号观测站和第二信号观测站接收所述导航信号生成观测数据,并将所述观测数据发送给数据处理中心;
所述数据处理中心对所述观测数据进行数据解算得到增强信号并发送给所述第一信号观测站;
用户端接收信号发射站的导航信号和第一信号观测站的增强信号,根据所述导航信号和所述增强信号进行定位修正,得到定位结果。
2.根据权利要求1所述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,其特征在于,所述第一信号观测站和第二信号观测站接收所述导航信号生成观测数据,包括:
第一信号观测站基于卫星端接收机接收信号发射站的导航信号,并对所述导航信号进行处理得到第一伪距和第一载波相位观测值;
第二信号观测站基于地面端接收机接收信号发射站的导航信号,并对所述导航信号进行处理得到第二伪距和第二载波相位观测值。
3.根据权利要求1所述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,其特征在于,所述增强信号包括信号发射站的卫星轨道改正数、钟差改正数以及信号发射站的未校准相位延迟,所述数据处理中心对所述观测数据进行数据解算得到增强信号,包括:
根据所述观测数据基于动力学方法和最小二乘批处理得到信号发射站的卫星轨道改正数和钟差改正数;
根据所述观测数据构建消电离层组合观测方程;
解算所述消电离层组合观测方程得到信号发射站的浮点模糊度;
根据所述信号发射站的浮点模糊度解算得到信号发射站的未校准相位延迟。
4.根据权利要求3所述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,其特征在于,所述解算所述消电离层组合观测方程得到信号发射站的浮点模糊度,包括:
对所述第一信号观测站采取动态精密单点定位策略,对所述第二信号观测站采取静态精密单点定位策略,并基于所述动态精密单点定位策略和所述静态精密单点定位策略解算所述消电离层组合观测方程得到初始浮点模糊度,并对所述初始浮点模糊度筛选得到浮点模糊度。
5.根据权利要求3所述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,其特征在于,所述根据所述信号发射站的浮点模糊度解算得到信号发射站的未校准相位延迟,包括:
根据所述浮点模糊度确定各信号发射站和各信号接收站的非差模糊度小数值;
选定初始信号接收站并定义所述初始信号接收站的未校准相位延迟初始值,并根据所述非差模糊度小数值对各信号观测站和各信号发射站依次推算得到各信号观测站和各信号发射站的未校准相位延迟初值;
基于方差分量估计法调整不同信号观测站获得的非差模糊度小数值权重,得到各信号观测站的未校准相位延迟。
6.根据权利要求5所述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,其特征在于,所述根据所述浮点模糊度确定各信号发射站和各信号接收站的非差模糊度小数值,包括:
基于MW组合观测值法得到所述浮点模糊度的宽巷浮点模糊度;
对所述宽巷浮点模糊度取整固定得到整周宽巷模糊度;
根据所述浮点模糊度和所述整周宽巷模糊度得到所述浮点模糊度的窄巷浮点模糊度;
基于LAMBDA方法确定整周窄巷模糊度;
根据所述宽巷浮点模糊度、所述整周宽巷模糊度、所述窄巷浮点模糊度和所述整周窄巷模糊度确定非差模糊度小数值。
7.根据权利要求3所述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法,其特征在于,所述根据所述导航信号和所述增强信号进行定位修正,得到定位结果,包括:
用户端根据所述导航信号解算得到初步浮点模糊度;
将所述初步浮点模糊度解算得到宽巷模糊度和窄巷模糊度,并基于所述未校准相位延迟恢复所述宽巷模糊度和所述窄巷模糊度的整数特性;
基于LAMBDA算法对所述窄巷模糊度进行搜索固定和检验,并根据固定后的窄巷模糊度对用户坐标固定解进行更新,得到定位结果。
8.一种区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位装置,其特征在于,包括:
信号发射单元,用于基于信号发射站生成导航信号;
观测数据生成单元,用于基于第一信号观测站和第二信号观测站接收所述导航信号生成观测数据,并将所述观测数据发送给数据处理中心;
数据解算单元,用于基于所述数据处理中心对所述观测数据进行数据解算得到增强信号并发送给所述第一信号观测站;
定位修正单元,用于基于用户端接收信号发射站的导航信号和第一信号观测站的增强信号,根据所述导航信号和所述增强信号进行定位修正,得到定位结果。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,其中,
所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器,与所述存储器耦合,用于执行计算机程序,以实现权利要求1至7中任意一项所述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1至7任一项所述的区域地面站支持下低轨卫星增强的全球精密单点定位方法中的步骤。
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