一种基于区域cors的单频ppp电离层加权方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法，电离层延迟是制约单频精密单点定位PPP流动站精度进一步提高的最主要因素，通过区域连续基准站网精密模型化局部区域的电离层延迟的方法对于稀疏基准站区域的单频用户其改正精度有限。本发明方法基于区域连续运行卫星定位服务综合系统网络，通过对基准站数据进行非组合精密单点定位，构建区域电离层模型，分离卫星、接收机硬件延迟，以提取卫星倾斜方向电离层延迟值，提出了一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法。本发明方法充分利用区域站点提供的高精度电离层延迟信息，可有效提高单频PPP用户的收敛时间及定位精度，可实现单频PPP用户厘米级高精度定位。
【专利说明】—种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位与监测领域，尤其涉及一种基于区域CORS (ContinuousOperational Reference System,连续运行卫星定位服务综合系统)的单频PPP (PrecisePoint Positioning,精密单点定位)电离层加权方法，是区域CORS增强PPP高精度快速定位研究的重要部分。
【背景技术】
[0002]随着卫星定位系统的完善与发展，定位与监测目标的精度和可靠性要求越来越高。在高精度定位和导航计算中，通常采用相对定位的方法，但当流动站间的距离较远时，差分定位的方法受到误差的影响，无法快速准确得到精密定位结果。因此对于大范围作业，为了提高定位，增加参考站的个数就无疑增加了工程成本。因此精密单点定位技术(Precise Point Positioning, PPP)产生,并逐渐成为国内外学者的研究热点。
[0003]精密单点定位仅采用一台接收机进行数据采集，即节约成本又作业方便自由，且数据处理相对简单。目前，精密单点定位技术利用国际全球卫星定位导航服务组织(International GNSS Service, IGS)提供的精密新历和精密钟差文件，处理一台双频接收机的观测数据，采用非差模型进行精密单点定位。而精密单点定位主要的研究都是基于双频观测值的基础上，已经取得了很高的定位精度。在双频精密单点典韦技术的基础上，单频精密单点定位也取得了丰硕的成果。单频精密单点定位采用载波相位历元差辅助伪距的方法进行单频PPP解算。
[0004]在单频精密单点定位中，电离层延迟成为最重要的误差项。目前常用的电离层延迟改正模型有:半和模型、Klobuchar模型、格网模型、球谐改正模型、IRI (InternationalReference 1nosphere)模型。在单频精密单点定位中，一般采用模型修正法削弱电离层延迟。虽然这些电离层延迟改正方法能够削弱电离层影响，但电离层延迟剩余残差对定位结果影响还较大。因此，需选用新的方法减弱电离层影响，提高快递、高精度定位结果。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法，基于区域连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous OperationalReference System, C0RS)网络,通过对基准站数据进行非组合精密单点定位,构建区域电离层模型分离卫星、接收机硬件延迟，以提取卫星倾斜方向电离层延迟值；并充分利用区域基准站点提供的闻精度电尚层延迟彳目息，可有效提闻单频PPP用户的收敛时间及定位精度，可实现单频PPP用户厘米级高精度定位。
[0006]为实现上述目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法,包括如下步骤:
[0008](I)基于区域CORS网络双频原始观测值，并利用区域内各基准站点精确坐标，构建非差非组合卡尔曼滤波器，对包含基准站接收机硬件延迟偏差项Bk和卫星硬件延迟偏差项Bs的卫星倾斜方向电离层延迟值4 '进行估计；
[0009](2)通过垂直电子总含量多项式模型估计卫星倾斜方向电离层延迟值/ 的真实
值4，分离卫星硬件延迟偏差项Bs和接收机硬件延迟偏差项Bk，并将卫星硬件延迟偏差项Bs作为先验值发送给单频PPP流动站；
[0010](3)利用卫星倾斜方向真实电离层延迟值i对流动站卫星穿刺点位置电离层进行
内插，获取流动站位置电离层延迟值€，并将其作为先验值发送给单频PPP流动站；
[0011](4)单频PPP流动站利用区域基准站点提供的对流层延迟先验信息，并通过电离层延迟先验值/?:，采用非组合星间差分模型进行观测，然后构建卡尔曼滤波器，对该流动站所在位置进行精确定位。
[0012]更进一步的，步骤(1)所述非差非组合卡尔曼滤波器的滤波待估参数包括基准站接收机钟差dtk、各卫星倾斜方向电离层延迟值//，各卫星的双频相位模糊度Ms、Ni2以及基准站天顶对流层湿延迟ZTDw，k ；
[0013]设在历元j，流动站k处存在η颗卫星，联合所有卫星L1、L2载波和P1、P2码观测数据，所述非差非组合卡尔曼滤波器的状态空间表达式为:
[0014]
【权利要求】
1.一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法，其特征在于包括如下步骤: (1)基于区域CORS网络双频原始观测值，并利用区域内各基准站点精确坐标，构建非差非组合卡尔曼滤波器，对包含基准站接收机硬件延迟偏差项Bk和卫星硬件延迟偏差项Bs的卫星倾斜方向电离层延迟值K ’进行估计； (2)通过垂直电子总含量多项式模型估计卫星倾斜方向电离层延迟值^的真实值g，分离卫星硬件延迟偏差项Bs和接收机硬件延迟偏差项Bk，并将卫星硬件延迟偏差项Bs作为先验值发送给单频PPP流动站； (3)利用卫星倾斜方向真实电离层延迟值/,I对流动站卫星穿刺点位置电离层进行内插，获取流动站位置电离层延迟值€，并将其作为先验值发送给单频PPP流动站；
(4)单频PPP流动站利用区域基准站点提供的对流层延迟先验信息，并通过电离层延迟先验值g，采用非组合星间差分模型进行观测，然后构建卡尔曼滤波器，对该流动站所在位置进行精确定位。
2.根据权利要求1所述的一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法，其特征在于:步骤(1)所述非差非组合卡尔曼滤波器的滤波待估参数包括基准站接收机钟差dtk、各卫星倾斜方向电离层延迟值Λ各卫星的双频相位模糊度W以及基准站天顶对流层湿延迟ZTDw，k ； 设在历元j，流动站k处存在η颗卫星，联合所有卫星L1、L2载波和P1、P2码观测数据，所述非差非组合卡尔曼滤波器的状态空间表达式为:
3.根据权利要求1所述的一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法，其特征在于:步骤(2)所述卫星倾斜方向电离层延迟值/厂表达式为:
4.根据权利要求1所述的一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法，其特征在于:步骤(3)选用低阶曲面模型对流动站卫星穿刺点位置电离层进行内插，对于η个基准站点，其公式如下:
5.根据权利要求1所述的一种基于区域CORS的单频PPP电离层加权方法，其特征在于:步骤(3)还包括运用低阶曲面模型对流动站对流层湿延迟进行内插，对于η个基准站点，其公式如下:
6.根据权利要求4或5所述的一种基于区域C0RS的单频PPP电离层加权方法，其特征 在于：假定在历元j，单频PPP流动站处存在n颗卫星，得到所有卫星L1载波观测数据，观 测方程数为n，构建步骤（4)所述非组合星间差分模型，其观测方程为：
【文档编号】G01S19/07GK103760572SQ201410014307
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】潘树国, 汪登辉, 杨徉 申请人:东南大学