一种VRS数据中断下的差分定位方法及系统与流程

本发明涉及卫星差分定位技术领域，公开了一种vrs数据中断下的差分定位方法及系统。

背景技术：

在进行rtk定位的时候，有时由于通信故障，流动站无法接收到来自参考站的参考站数据，无法进行差分解算，导致解算数据出现中断。数据中断使得解算得到的解算结果不连续或解算的结果精度变差。现有的某些服务商在数据中断的时候不做处理，选择不输出解算结果，这样用户就无法得到精确的定位结果。

现有的专利提出了一种当参考站数据中断后，利用锁定星间单差模糊度来持续定位，但该方法无法保证结果的正常性及后续数据出现周跳下的持续固定，当数据出现周跳时，流动站的整周模糊度发生变化，若继续用上述模糊度将使得解算出的定位结果精度很低。

因此，迫切需要一种解决上述问题的方法及系统。

技术实现要素：

针对背景技术所面临的问题，本发明的目的在于提供一种vrs数据中断下的差分定位方法及系统。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种数据中断下的差分定位方法：1.一种vrs数据中断下的差分定位方法包括：流动站接收到参考站数据时，流动站利用接收到的参考站数据差分解算得到第一固定解；流动站接收不到参考站数据时，流动站记录最后来自参考站的相关误差量解算值；流动站在接收不到参考站数据的第一时间段内，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的第二固定解；在流动站继续接收不到参考站数据的第二时间段内，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解。

优选的，第一时间段不大于5秒，该第二固定解至少有两个，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解时应用的是最后解算出的第二固定解。

优选的，解算出第二固定解的时刻与解算出第三固定解的时刻间隔不大于5秒。

优选的，解算出第二固定解的时刻与解算出第三固定解的时刻间隔大于5秒后，流动站进行单点定位得到单点解。

优选的，第一时间段内，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的最后一个第二固定解后，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的浮点解。

优选的，第二时间段内，当时间超过解算出最后的第二固定解的时刻5秒后，流动站利用单点定位法得到单点解。优选的在流动站继续接收不到参考站数据的第二时间段内，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解具体为：

假定t时刻数据出现中断，待求第三固定解的时刻为t′；

t时刻伪距和相位的观测方程可以表示成如下形式：

先进行星间单差，方程为：

计算参考时刻t和待求解位置时刻t′的伪距和相位单差项目，之后做历元间差分：

最后，利用卡尔曼滤波器对上述方程组进行滤波得到第三固定解。

优选的，对第三固定解进行检验，首先对解算结果的验后方差进行检验，计算坐标参数的验后方差值：若验后方差值不大于0.1则输出固定解；若验后方差值大于0.1且小于0.4则输出浮点解；若验后方差值不小于0.4，则认为解算结果不满足精度要求，不输出结果。

优选的，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

优选的，一种vrs数据中断下的差分定位系统包括：第一固定解求解模块，用于流动站接收到参考站数据时，流动站利用接收到的参考站数据差分解算得到第一固定解；储存模块，用于流动站接收不到参考站数据时，流动站记录最后来自参考站的相关误差量解算值；第二固定解求解模块，用于流动站在接收不到参考站数据的第一时间段内，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的第二固定解；第三固定解求解模块，用于在流动站继续接收不到参考站数据的第二时间段内，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解。

与现有技术相比，本发明提供了一种数据中断下的差分定位方法包括：流动站接收到参考站数据时，流动站利用接收到的参考站数据差分解算得到第一固定解；流动站接收不到参考站数据时，流动站记录最后来自参考站的相关误差量解算值；流动站在接收不到参考站数据的第一时间段内，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的第二固定解；在流动站继续接收不到参考站数据的第二时间段内，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解。该方法可在vrs数据中断的情况下，不依赖于连接参考站网络，不依赖参考站实时数据，仍可在短时间内求得流动站精度高的固定解，得到用户流动站精度很高的定位坐标值。

附图说明

图1为本发明一种数据中断下的差分定位方法的流程示意图；

图2为本发明一种数据中断下的差分定位系统的组成图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

下文将详细的对示例性实施例进行说明，所提供的实施例中所描述的实施方式代表本发明的部分较佳实施方式，而并非全部实施方式。基于本发明中的实施例以及图文，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所能获得的所有其他实施例，都将在本发明保护的范围之内。

随着卫星定位技术及it技术的不断发展及普及，现在用户多用rtk技术将基准站采集的载波相位数据发给用户接收机，进行求差解算出定位坐标来实现高精度的定位。然而用户在处于隧道内等信号不太良好的环境时，用户接收机无法接收到来自参考站的差分数据，无法进行上述的差分解算，得到精度不高的定位结果。

为此如图1，本发明提供了一种数据中断下的差分定位方法包括：s1，流动站接收到参考站数据时，流动站利用接收到的参考站数据差分解算得到第一固定解；s2，流动站接收不到参考站数据时，流动站记录最后来自参考站的相关误差量解算值；s3，流动站在接收不到参考站数据的第一时间段内，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的第二固定解；s4，在流动站继续接收不到参考站数据的第二时间段内，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解。

s1，流动站接收到参考站数据时，流动站利用接收到的参考站数据差分解算得到第一固定解；流动站就是用户接收机，在信号良好的情况下，流动站正常接收到来自参考站的参考站数据，参考站数据指的是参考站接收到的导航卫星观测数据编码成的rtcm数据，将流动站应用rtk技术求取定位结果所需要的来自参考站的观测值和测站坐标信息。流动站不仅通过数据链接收来自参考站的数据，还要自身采集来自与参考站观测的同一卫星观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果即第一固定解。第一固定解就是流动站在信号良好能够接收到参考站的数据的情况下，解算出的定位坐标。其模糊度能够解算出整数。

s2，流动站接收不到参考站数据时，流动站记录最后来自参考站的相关误差量解算值；当流动站突然数据中断，接收不到来自参考站的参考站数据时，流动站储存记录最后接收到的来自参考站的相关误差量解算值，该相关误差量解算值包括卫星相关误差项、电离层误差值、对流层误差值等。断网的极端时间内，流动站在后台加载滤波过程，记录相关误差量的解算值。

s3，流动站在接收不到参考站数据的第一时间段内，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的第二固定解；在极短时间内，vrs数据中断不会导致流动站的定位精度降低，在这极短的时间内，流动站利用上述保存的相关误差量解算值解算得到流动站的第二固定解；例如，本实施例中，第一段时间为5秒，在流动站开始断网的5秒内，由于时间极短，流动站的电离层误差等误差值与断网的时刻的电离层误差等误差值几乎一样，或者说“近似相等”，在这5秒内的流动站应用rtk技术求解自身定位坐标时所需要用到的相关误差解算值与断网前最后收到来自参考站的相关误差解算值可认为相同。在流动站从开始断网的5秒内，同时，流动站通过自身的天线接收卫星信号，求解伪距值，流动站结合该相关误差量解算值和伪距值解算得到流动站的第二固定解。第二固定解就是在第一时间段内即刚断网的5秒内求得的流动站的定位坐标值。在这段时间内仍然使用rtk技术求取流动站的定位坐标，解算所需要的参考站数据应用的是断网前流动站最后收到的参考站数据，而不是实时收取的参考站数据。在第一段时间内，流动站解算出至少一个第二固定解，随着时间延长，也可能解算出一个或多个浮点解。或者都是固定解，没有浮点解。解算出的固定解就是第二固定解。

s4，在流动站继续接收不到参考站数据的第二时间段内，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解。随着断网时间的持续，当断网的时间超过第一时间段进入第二时间段后，断网时间间隔较长，如果继续使用流动站最后接收到的参考站数据进行差分解算，则解算出的定位坐标误差变大。当断网时间进入第二时间段后，第二时间段不大于5秒，本实施例中，第二时间段取5秒，当第一时间段内解算出的第二固定解有多个时，流动站快速检测离当前时间最近的一个第二固定解，将该最近的第二固定解假定为参考站数据，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解。也就是应用的是最后解算出的第二固定解来解算第三固定解。且解算出第二固定解的时刻与解算出第三固定解的时刻间隔不大于5秒。否则，误差太大。这种方法可在短时间vrs数据中断内，不依赖参考站，持续得到流动站的精度高的固定解。

如下，详细叙述第二时间段内，求取第三固定解的过程。第三固定解就是流动站在第二时间段内的定位坐标值。

假定t时刻vrs数据出现中断，待求第三固定解的时刻为t′；

t时刻伪距和相位的观测方程可以表示成如下形式：

t时刻vrs数据出现中断，t+5秒内采用常规“参考站-流动站”模式，利用t时刻的基站数据做相对定位；t+5秒后，基站数据不能再保证固定解的精度，此时从时间段[t，t+5]中选出离t+6时刻最近的流动站的固定解作为参考点，做相对定位。假设待求解时刻为t′。先进行星间单差，方程为：

计算参考时刻t和待求解位置时刻t′的伪距和相位单差项目，之后做历元间差分：

若t和t+1时刻为出现周跳，则前后历元模糊度认为是连续的，此时模糊度项为0.

以前后历元流动站的位置变化量(δx，δy，δz)、卫星钟差值δcδt^jk(t，t′)和模糊度变化参数值为状态参数.利用卡尔曼滤波器对上述过程进行滤波得到参数解。在相位观测量未发生周跳的情况下，可以减少对模糊度参数的估计，在对模糊度参数进行估计的情况下，可直接进行约束；否则需要采用lambda方法等对模糊度参数进行。

最后，利用卡尔曼滤波器对上述方程组进行滤波得到第三固定解。对第三固定解进行检验，首先对解算结果的验后方差进行检验，计算坐标参数的验后方差值：若验后方差值不大于0.1则输出固定解；若验后方差值大于0.1且小于0.4则输出浮点解；若验后方差值不小于0.4，则认为解算结果不满足精度要求，不输出结果。

解算出第二固定解的时刻与解算出第三固定解的时刻间隔大于5秒后，流动站进行单点定位得到单点解。第一时间段内，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的最后一个第二固定解后，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的浮点解。第二时间段内，当时间超过解算出最后的第二固定解的时刻5秒后，流动站利用单点定位法得到单点解。

如图2，本发明还提供了一种数据中断下的差分定位系统包括：s10，第一固定解求解模块，用于流动站接收到参考站数据时，流动站利用接收到的参考站数据差分解算得到第一固定解；s20，储存模块，用于流动站接收不到参考站数据时，流动站记录最后来自参考站的相关误差量解算值；s30，第二固定解求解模块，用于流动站在接收不到参考站数据的第一时间段内，流动站利用该相关误差量解算值解算得到流动站的第二固定解；s40，第三固定解求解模块，用于在流动站继续接收不到参考站数据的第二时间段内，流动站利用该第二固定解进行差分解算得到第三固定解。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。

在符合本领域技术人员的知识和能力水平范围内，本文提及的各种实施例或者技术特征在不冲突的情况下，可以相互组合而作为另外一些可选实施例，这些并未被一一罗列出来的、由有限数量的技术特征组合形成的有限数量的可选实施例，仍属于本发明揭露的技术范围内，亦是本领域技术人员结合附图和上文所能理解或推断而得出的。

最后再次强调，上文所列举的实施例，为本发明较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本发明的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本发明的保护范围或者应用。

因此，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本发明的保护范围之内。