一种精密单点定位方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本技术涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种精密单点定位方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)定位技术的主要方案有实时差分(real-time kinematic，rtk)定位技术和精密单点定位(precise point positioning，ppp)技术。常采用的rtk技术依赖于附近的参考站，距离限制一般不能大于15公里，且需要通过网络接收差分数据。ppp技术不依赖附近参考站，且可以通过卫星信号实时接收卫星精密轨道钟差等信息，但其收敛速度慢，通常需要20-30分钟的连续观测后才能获得厘米级的定位信息，数十分钟的收敛时间严重影响该技术的应用。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种精密单点定位方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质，缩短ppp技术的收敛时间，提高收敛速度，快速得到高精度位置坐标信息。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种精密单点定位方法，包括：
5.获取卫星的观测数据和卫星的差分数据，所述差分数据包括电离层延迟数据和湿对流层延迟数据；
6.组建非组合ppp观测方程，所述非组合ppp观测方程包括电离层参数和湿对流层参数；
7.根据所述电离层延迟数据和所述湿对流层延迟数据计算所述电离层参数的电离层延迟值和所述湿对流层参数的湿对流层延迟值；
8.利用所述电离层延迟值和所述湿对流层延迟值对所述非组合ppp观测方程的所述电离层参数和所述湿对流层参数进行约束；
9.求解所述非组合ppp观测方程，得到定位坐标参数信息。
10.在上述实现过程中，与现有技术不同的是，获取的差分数据包括电离层延迟数据和湿对流层延迟数据，非组合ppp观测方程包括电离层参数和湿对流层参数；根据电离层延迟数据和湿对流层数据计算电离层参数的电离层延迟值和湿对流层参数的湿对流层延迟值，利用电离层延迟值和湿对流层延迟值对非组合ppp观测方程的电离层参数和湿对流层参数进行约束。基于上述实施方式，能够提高求解非组合ppp观测方程中的收敛速度，从而快速地获取定位坐标参数信息。
11.进一步地，所述非组合ppp观测方程为：
[0012][0013]
其中，p
s,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；
[0014]
l
s,j
为所述卫星s的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0015]
为接收机r的天线相位中心和所述卫星s相位中心间的几何距离；
[0016]
c为真空中的光速；
[0017]
dt
r,j
为所述接收机r的第j(j＝1,2)频率对应的钟差；
[0018]
dts为所述卫星s的精密轨道钟差；
[0019]
t为第j(j＝1,2)频率的所述湿对流层延迟参数；
[0020]
为第j(j＝1,2)频率的所述电离层延迟参数；
[0021]
γ为第j(j＝1,2)频率的平方比
[0022]fj
为第j(j＝1,2)频率的频率值；
[0023]br,j
为接收机r的伪距硬件；
[0024]
为所述卫星s的延迟数据；
[0025]br,j
为所述接收机r的相位硬件延迟数据；
[0026]
为所述卫星s的相位硬件延迟数据；
[0027]
为所述卫星s的第j(j＝1,2)频率的波长；
[0028]
为所述卫星s的第j(j＝1,2)频率的相位模糊度；
[0029]
ε
p,j
为所述卫星s的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据的观测噪声；
[0030]
ε
l,j
为所述卫星s的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据的观测噪声。
[0031]
进一步地，所述电离层延迟值和所述湿对流层延迟值的计算公式为：
[0032][0033]
其中，为所述卫星s的第j(j＝1,2)频率的电离层延迟数据；
[0034]
为所述卫星s的第j(j＝1,2)频率的湿对流层延迟数据；
[0035]
ε
i,j
为j(j＝1,2)频率的所述电离层延迟数据的精度误差；
[0036]
ε
t,j
为j(j＝1,2)频率的所述湿对流层延迟数据的精度误差；
[0037]
为所述电离层延迟值；
[0038]
t为所述湿对流层延迟值。
[0039]
进一步地，所述求解所述非组合ppp观测方程，得到定位坐标参数信息的步骤，包括：
[0040]
对移动星和参考星的星间单差宽巷模糊度固定成单差宽巷整数模糊度；
[0041]
采用lambda搜索方法固定移动星和参考星的星间单差窄巷模糊度，得到单差窄巷整数模糊度；
[0042]
利用所述单差宽巷整数模糊度和单差窄巷整数模糊度更新所述非组合ppp观测方程中的模糊度，得到模糊度固定的所述坐标参数信息。
[0043]
进一步地，在所述组建非组合ppp观测方程的步骤之前，还包括：
[0044]
对所述观测数据进行预处理。
[0045]
进一步地，所述对所述观测数据进行预处理的步骤，包括：
[0046]
根据每个所述卫星的伪距观测数据获取每个所述卫星的伪距频间偏差；
[0047]
根据所有所述卫星的伪距频间偏差剔除所有所述卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据。
[0048]
进一步地，所述对所述观测数据进行预处理的步骤，包括：
[0049]
根据每个所述卫星的伪距观测数据和多普勒观测数据获取每个所述卫星的多普勒探测伪距检验值；
[0050]
根据每个所述卫星的多普勒探测伪距检验值剔除所有所述卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据。
[0051]
进一步地，所述根据每个所述卫星的伪距观测数据获取每个所述卫星的伪距频间偏差的步骤，包括：
[0052]
根据每个所述卫星的伪距观测数据获取每个所述卫星的第一频率对应的伪距观测数据和第二频率对应的伪距观测数据；
[0053]
获取每个所述卫星的第一频率对应的伪距观测数据和第二频率对应的伪距观测数据的差值，得到每个所述卫星的伪距频间偏差。
[0054]
进一步地，所述根据所有所述卫星的伪距频间偏差剔除所有所述卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据的步骤，包括：
[0055]
获取所有所述卫星的伪距频间偏差的中位数；
[0056]
计算每个所述卫星的伪距频间偏差和所有所述卫星的伪距频间偏差的中位数的差值，得到每个所述卫星的第一检验值；
[0057]
剔除所述第一检验值大于第一预设阈值的所述卫星对应的伪距观测数据。
[0058]
进一步地，通过以下公式获取所述多普勒探测伪距检验值：
[0059]
δp
i,j,k
＝p
i,j,k-p
i,j,k-1-0.5*λ
i,j
(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；
[0060]
其中，p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；
[0061]di,j,k
为k历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；
[0062]
p
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；
[0063]di,j,k-1
为k-1历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；
[0064]
λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；
[0065]
tk为k历元的时间；
[0066]
t
k-1
为历元的时间；
[0067]
δp
i,j,k
为k历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒探测伪距检验值。
[0068]
进一步地，所述对所述观测数据进行预处理的步骤，还包括：
[0069]
根据以下公式对每个所述卫星的所述伪距观测数据进行平滑处理，得到多普勒平滑伪距；
[0070]
ps
i,j,k
＝ωkp
i,j,k
+(1-ωk)(ps
i,j,k-1
+0.5*λ
i,j
(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；
[0071]
其中，其中，ps
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒平滑伪距；
[0072]
ωk为k历元对应的平滑因子；
[0073]
p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；
[0074]
ps
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒平滑伪距；
[0075]
λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；
[0076]di,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；
[0077]di,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；
[0078]
tk为k历元的时间；
[0079]
t
k-1
为k-1历元的时间。
[0080]
进一步地，所述对所述卫星的观测数据进行预处理的步骤，包括：
[0081]
判断每个载波相位观测数据的整周模糊度是否发生跳变；
[0082]
若是，对整周模糊度跳变的所述载波相位观测数据进行标记。
[0083]
进一步地，所述判断每个载波相位观测数据的整周模糊度是否发生跳变的步骤包括：
[0084]
采用历元间差分算法对所述载波相位观测数据进行单频周跳探测，得到跳变结果。
[0085]
进一步地，在所述采用历元间差分算法对所述载波相位观测数据进行单频周跳探测，得到跳变结果的步骤之前，还包括：利用以下公式获取所述载波相位观测数据的周跳探测值：
[0086]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-l
i,j,k-1-0.5*(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；
[0087]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的周跳探测值；
[0088]
l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0089]di,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；
[0090]
l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0091]di,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；
[0092]
tk为k历元的时间；
[0093]
t
k-1
为k-1历元的时间；
[0094]
若|δl
i,j,k
|大于第二预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据发生跳变；
[0095]
若|δl
i,j,k
|小于或等于所述第二预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0096]
进一步地，所述采用历元间差分算法对所述载波相位观测数据进行单频周跳探测，得到跳变结果的步骤，包括：
[0097]
利用以下公式对所述载波相位观测数据进行单频周跳探测：
[0098]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-l
i,j,k-1-(p
i,j,k-p
i,j,k-1
)/λ
i,j
；
[0099]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的单频周跳探测值；
[0100]
l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0101]
l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0102]
p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；
[0103]
p
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；
[0104]
λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；
[0105]
若|δl
i,j,k
|大于第三预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相
位观测数据发生跳变；
[0106]
若|δl
i,j,k
|小于或等于所述第三预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0107]
进一步地，所述采用历元间差分算法对所述载波相位观测数据进行单频周跳探测，得到跳变结果的步骤，包括：
[0108]
利用以下公式对所述载波相位观测数据进行单频周跳探测：
[0109]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-3*l
i,j,k-1
+3*l
i,j,k-2-l
i,j,k-3
：
[0110]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的单频周跳探测值；
[0111]
l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0112]
l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0113]
l
i,j,k-2
为k-2历元所述卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0114]
l
i,j,k-3
为k-3历元所述卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；
[0115]
λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；
[0116]
若|δl
i,j,k
|大于第四预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据发生跳变；
[0117]
若|δl
i,j,k
|小于或等于所述第四预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0118]
进一步地，所述观测数据通过导航卫星发送到接收机，所述差分数据通过通信卫星发送到所述接收机。
[0119]
第二方面，本技术实施例还提供一种精密单点定位装置，包括：
[0120]
获取模块，用于获取卫星的观测数据和卫星的差分数据，所述差分数据包括电离层延迟数据和湿对流层延迟数据；
[0121]
方程组建模块，用于组建非组合ppp观测方程，所述非组合ppp观测方程包括电离层参数和湿对流层参数；
[0122]
延迟值获取模块，用于根据所述电离层延迟数据和所述湿对流层延迟数据计算所述电离层参数的电离层延迟值和所述湿对流层参数的湿对流层延迟值；
[0123]
约束模块，用于利用所述电离层延迟值和所述湿对流层延迟值对所述非组合ppp观测方程的所述电离层参数和所述湿对流层参数进行约束；
[0124]
求解模块，用于求解所述非组合ppp观测方程，得到定位坐标参数信息。
[0125]
第三方面，本技术实施例提供的一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述的方法的步骤。
[0126]
第四方面，本技术实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如第一方面任一项所述的方法。
[0127]
本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
[0128]
为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0129]
为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
[0130]
图1为本技术实施例提供的精密单点定位方法的流程示意图；
[0131]
图2为本技术实施例提供的求解非组合ppp观测方程的流程示意图；
[0132]
图3为本技术实施例提供的对观测数据进行预处理的流程示意图；
[0133]
图4为本技术实施例提供的获取每个卫星的多普勒探测伪距检验值的流程示意图；
[0134]
图5为本技术实施例提供的剔除所有卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据的流程示意图；
[0135]
图6为本技术实施例提供的对观测数据进行预处理的另一流程示意图；
[0136]
图7为本技术实施例提供的精密单点定位装置的结构组成结构图。
具体实施方式
[0137]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
[0138]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0139]
实施例1
[0140]
参见图1，本技术实施例提供一种精密单点定位方法，包括：
[0141]
s1：获取卫星的观测数据和卫星的差分数据，差分数据包括电离层延迟数据和湿对流层延迟数据；
[0142]
s2：组建非组合ppp观测方程，该非组合ppp观测方程包括电离层参数和湿对流层参数；
[0143]
s3：根据电离层延迟数据和湿对流层延迟数据计算电离层参数的电离层延迟值和湿对流层参数的湿对流层延迟值；
[0144]
s4：利用电离层延迟值和湿对流层延迟值对非组合ppp观测方程的电离层参数和湿对流层参数进行约束；
[0145]
s5：求解非组合ppp观测方程，得到定位坐标参数信息。
[0146]
与现有技术不同的是，获取的差分数据包括电离层延迟数据和湿对流层延迟数据，非组合ppp观测方程包括电离层参数和湿对流层参数；根据电离层延迟数据和湿对流层数据计算电离层参数的电离层延迟值和湿对流层参数的湿对流层延迟值，利用电离层延迟值和湿对流层延迟值对非组合ppp观测方程的电离层参数和湿对流层参数进行约束。基于上述实施方式，能够提高求解非组合ppp观测方程中的收敛速度，从而快速地获取定位坐标参数信息。
[0147]
在一种可能的实施方式中，非组合ppp观测方程为：
[0148][0149]
其中，p
s,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；l
s,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；为接收机r的天线相位中心和卫星s相位中心间的几何距离；c为真空中的光速；dt
r,j
为接收机r的第j(j＝1,2)频率对应的钟差；dts为卫星s的精密轨道钟差；t为第j(j＝1,2)频率的湿对流层延迟参数；为第j(j＝1,2)频率的电离层延迟参数；γ为第j(j＝1,2)频率的平方比fj为第j(j＝1,2)频率的频率值；b
r,j
为接收机r的伪距硬件；为卫星s的延迟数据；b
r,j
为接收机r的相位硬件延迟数据；为卫星s的相位硬件延迟数据；为卫星s的第j(j＝1,2)频率的波长；为卫星s的第j(j＝1,2)频率的相位模糊度；ε
p,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据的观测噪声；ε
l,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据的观测噪声。
[0150]
上述实施例中，将卫星的观测数据和差分数据进行组建，得到非组合ppp观测方程，由于非组合ppp观测方程中包括多种观测数据和差分数据，因此，基于上述公式获得的定位信息相比现有技术获得的定位信息更加准确。
[0151]
在一种可能的实施方式中，电离层延迟值和湿对流层延迟值的计算公式为：
[0152][0153]
其中，为卫星s的第j(j＝1,2)频率的电离层延迟数据；为卫星s的第j(j＝1,2)频率的湿对流层延迟数据；ε
i,j
为j(j＝1,2)频率的电离层延迟数据的精度误差；ε
t,j
为j(j＝1,2)频率的湿对流层延迟数据的精度误差；为电离层延迟值；t为湿对流层延迟值。
[0154]
基于上述实施方式，基于电离层延迟数据和湿对流层延迟数据，分别获得电离层延迟值和湿对流层延迟值，基于上述两个延迟值，可以实现对非组合ppp观测方程的约束，能够减少非组合ppp观测方程的收敛时间。
[0155]
参见图2，本技术实施例提供一种求解非组合ppp观测方程的实现方式，过程包括：
[0156]
s51：对移动星和参考星的星间单差宽巷模糊度固定成单差宽巷整数模糊度；
[0157]
s52：采用lambda搜索方法固定移动星和参考星的星间单差窄巷模糊度，得到单差窄巷整数模糊度；
[0158]
s53：利用单差宽巷整数模糊度和单差窄巷整数模糊度更新非组合ppp观测方程中的模糊度，得到模糊度固定的坐标参数信息。
[0159]
上述实施例中，参考星为所有数据对应的卫星中高度角最高的卫星，其他卫星即是移动星，移动星的模糊度减去参考星的模糊度即是单差模糊度。
[0160]
优选地，通过以下公式计算移动星和参考星的星间单差宽巷模糊度：wl＝n
0,1-n
0,2-(n
r,1-n
r,2
)，n
**
分别是移动星和参考星的第1和第2频率的相位模糊度。再通过以下公式wl0＝n
0,1-n
0,2-(n
r,1-n
r,2
)作为模糊度虚拟观测方程约束更新非组合ppp观测方程中的模糊
度参数。
[0161]
基于上述实施方式，可以获取固定模糊度固定的坐标参数信息。
[0162]
在一种可能的实施方式中，在s5之前，还包括：
[0163]
对观测数据进行预处理。
[0164]
本技术实施例提供多种数据预处理方法，需要说明的是，可以使用以下的一种或多种方法对卫星的观测数据和卫星的差分数据进行预处理，本技术对此不做限制。
[0165]
在一种可能的实施方式中，对观测数据进行预处理的步骤，包括：根据每个卫星的伪距观测数据获取每个卫星的伪距频间偏差；根据所有卫星的伪距频间偏差剔除所有卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据。
[0166]
参见图3，在一种可能的实施方式中，对观测数据进行预处理的步骤，包括：
[0167]
s61：根据每个卫星的伪距观测数据和多普勒观测数据获取每个卫星的多普勒探测伪距检验值；
[0168]
s62：根据每个卫星的多普勒探测伪距检验值剔除所有卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据。
[0169]
粗差数据对定位具有致命性的影响，由于卫星信号的传输距离较长，信号在传输的过程中会发生变化，所获得的数据中会存在粗差数据，因此，获取每个卫星的伪距频间偏差，根据所有导航卫星的伪距频间偏差剔除所有卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据能够消除终端本身的系统偏差。
[0170]
参见图4，在一种可能的实施方式中，s61包括以下子步骤：
[0171]
s611：根据每个卫星的伪距观测数据获取每个卫星的第一频率对应的伪距观测数据和第二频率对应的伪距观测数据；
[0172]
s612：获取每个卫星的第一频率对应的伪距观测数据和第二频率对应的伪距观测数据的差值，得到每个卫星的伪距频间偏差。
[0173]
上述实现过程中，对每个卫星的第一频率的数据和第二频率的数据进行采样，根据第一频率对应的伪距观测数据和第二频率对应的伪距观测数据的差值作为每个导航卫星的伪距频间偏差。
[0174]
参见图5，在一种可能的实施方式中，s62包括以下子步骤：
[0175]
s621：获取所有卫星的伪距频间偏差的中位数；
[0176]
s622：计算每个卫星的伪距频间偏差和所有卫星的伪距频间偏差的中位数的差值，得到每个卫星的第一检验值；
[0177]
s623：剔除第一检验值大于第一预设阈值的卫星对应的伪距观测数据。
[0178]
采样信号频率间可能会存在系统偏差，需要扣除系统偏差的影响，中位数能够衡量采集到的所有卫星数据的平均水平，计算每个卫星的伪距频间偏差和所有卫星的伪距频间偏差的中位数的差值，得到第一检验值，将该第一检验值和第一预设阈值进行比较，根据比较结果能够获取到异常的伪距观测数据，进一步将该卫星数据删除。
[0179]
进一步地，本技术实施例提供一种公式，能够快速地对该伪距观测数据是否是异常卫星数据进行判断，该公式如下：
[0180]
δpi＝dp
i-dp0；
[0181]
其中，dpi为颗卫星i的伪距频间偏差，dp0为所有卫星的伪距频间偏差的中位数，δ
pi为卫星i和所有卫星的伪距频间偏差的中位数的差值，δ1为第一预设阈值；若|δpi|≤δ1；则判定该卫星的伪距观测数据发生正常，若|δpi|＞δ1；则判定该卫星的伪距观测数据发生异常，将该卫星的伪距观测数据删除，δ1为第一预设阈值。示例性地，δ1可以取为50米。
[0182]
本技术实施例提供第二种预处理的方式，该方法是针对异常伪距观测数据。方法如下：
[0183]
通过以下公式获取多普勒探测伪距检验值：
[0184]
δp
i,j,k
＝p
i,j,k-p
i,j,k-1-0.5*λ
i,j
(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；
[0185]
其中，p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；d
i,j,k
为k历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；p
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；d
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；tk为k历元的时间；t
k-1
为历元的时间；δp
i,j,k
为k历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒探测伪距检验值。
[0186]
示例性地，若|δp
i,j,k
|≤δ2，则认为k历元中的卫星i第j频率的伪距观测数据和多普勒观测数据正常，若|δp
i,j,k
|＞δ2，则认为k历元中的卫星i第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据和多普勒观测数据异常，将k历元中的卫星i第j频率的伪距观测数据和多普勒观测数据剔除。示例性地，δ2＝50米。
[0187]
本技术实施例提供第三种预处理的方法，包括：
[0188]
根据以下公式对每个卫星的伪距观测数据进行平滑处理，得到多普勒平滑伪距；
[0189]
ps
i,j,k
＝ωkp
i,j,k
+(1-ωk)(ps
i,j,k-1
+0.5*λ
i,j
(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；
[0190]
其中，ps
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒平滑伪距；ωk为k历元对应的平滑因子；p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；ps
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒平滑伪距；λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；d
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；d
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；tk为k历元的时间；t
k-1
为k-1历元的时间。示例性地，当k大于60时，ωk＝1/60.0，否则，
[0191]
通过上述公式，可以利用多普勒观测数据，对伪距观测数据进行处理，将多普勒平滑伪距代替原来的多普勒伪距离，从而减少多普勒观测数据中的误差，提高采样精度。
[0192]
需要说明的是，如果是上述两种实施方式进行结合，那么可以先对多普勒观测数据进行剔除，再计算多普勒平滑伪距。
[0193]
参见图6，本技术实施例提供第四种预处理的方法，包括以下步骤：
[0194]
s63：判断每个载波相位观测数据的整周模糊度是否发生跳变；若是，执行s64；
[0195]
s64：对整周模糊度跳变的载波相位观测数据进行标记。
[0196]
上述实施例中，标记的目的是为了后续更新模糊度参数，具体参见s53。
[0197]
优选地，可以采用历元间差分算法对载波相位观测数据进行单频周跳探测，得到跳变结果。
[0198]
在一种可能的实施方式中，在采用历元间差分算法对载波相位观测数据进行单频周跳探测，得到跳变结果的步骤之前，还包括：利用以下公式获取载波相位观测数据的周跳探测值：
[0199]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-l
i,j,k-1-0.5*(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；
[0200]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的周跳探测值；l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；d
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；d
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；tk为k历元的时间；t
k-1
为k-1历元的时间；若|δl
i,j,k
|大于第二预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据发生跳变；若|δl
i,j,k
|小于或等于第二预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0201]
若|δl
i,j,k
|≤δ3，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测值未发生跳变；|δl
i,j,k
|＞δ3，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测值发生跳变。其中，δ3为第二预设阈值，优选地，第二预设阈值为0.5周。
[0202]
在一种可能的实施方式中，采用历元间差分算法对载波相位观测数据进行单频周跳探测，得到跳变结果的步骤，包括：
[0203]
利用以下公式对载波相位观测数据进行单频周跳探测：
[0204]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-l
i,j,k-1-(p
i,j,k-p
i,j,k-1
)/λ
i,j
；
[0205]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的单频周跳探测值；l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；p
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；若|δl
i,j,k
|大于第三预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据发生跳变；若|δl
i,j,k
|小于或等于第三预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0206]
上述过程可以利用如下公式表示：
[0207]
若|δl
i,j,k
|≤δ4，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测值未发生跳变；若|δl
i,j,k
|＞δ4，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测值发生跳变，其中，δ4为第三预设阈值，优选地，第三预设阈值取为100周。
[0208]
在一种可能的实施方式中，还可以利用下述方式对载波相位观测值进行单频周跳探测：
[0209]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-3*l
i,j,k-1
+3*l
i,j,k-2-l
i,j,k-3
：
[0210]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的单频周跳探测值；l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；l
i,j,k-2
为k-2历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；l
i,j,k-3
为k-3历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；λ
i,j
为卫星i的第j频率的波长值；若|δl
i,j,k
|大于第四预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据发生跳变；若|δl
i,j,k
|小于或等于第四预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0211]
上述过程可以用公式表示如下：若|δl
i,j,k
|≤δ5，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测值未发生跳变；若|δl
i,j,k
|＞δ5，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测值发生跳变，其中，δ5为第四预设阈值，优选地，第四预设阈值取为3
周。
[0212]
可以理解的是，如果载波相位观测值发生周跳，则将该载波相位观测值进行标记，在解非组合ppp观测方程中重置模糊度参数。
[0213]
在一种可能的实施方式中，观测数据通过导航卫星发送到接收机，差分数据通过通信卫星发送到接收机。
[0214]
现有技术中，常采用的rtk技术依赖于附近的参考站，距离限制一般不能大于15公里，且需要通过网络接收差分数据。通过上述实施方式，可以不依赖参考站和网络通讯，在1分钟内提供厘米级的定位信息。
[0215]
实施例2
[0216]
参见图7，本技术实施例提供一种精密单点定位装置，包括：
[0217]
获取模块1，用于获取卫星的观测数据和卫星的差分数据，差分数据包括电离层延迟数据和湿对流层延迟数据；
[0218]
方程组建模块2，用于组建非组合ppp观测方程，非组合ppp观测方程包括电离层参数和湿对流层参数；
[0219]
延迟值获取模块3，用于根据电离层延迟数据和湿对流层延迟数据计算电离层参数的电离层延迟值和湿对流层参数的湿对流层延迟值；
[0220]
约束模块4，用于利用电离层延迟值和湿对流层延迟值对非组合ppp观测方程的电离层参数和湿对流层参数进行约束；
[0221]
求解模块5，用于求解非组合ppp观测方程，得到定位坐标参数信息。
[0222]
在一种可能的实施方式中，方程组建模块2还用于组建以下非组合ppp观测方程：
[0223][0224]
其中，p
s,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；l
s,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；为接收机r的天线相位中心和卫星s相位中心间的几何距离；c为真空中的光速；dt
r,j
为接收机r的第j(j＝1,2)频率对应的钟差；dts为卫星s的精密轨道钟差；t为第j(j＝1,2)频率的湿对流层延迟参数；为第j(j＝1,2)频率的电离层延迟参数；γ为第j(j＝1,2)频率的平方比fj为第j(j＝1,2)频率的频率值；b
r,j
为接收机r的伪距硬件；为卫星s的延迟数据；b
r,j
为接收机r的相位硬件延迟数据；为卫星s的相位硬件延迟数据；为卫星s的第j(j＝1,2)频率的波长；为卫星s的第j(j＝1,2)频率的相位模糊度；ε
p,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据的观测噪声；ε
l,j
为卫星s的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据的观测噪声。
[0225]
在一种可能的实施方式中，延迟值获取模块3还用于通过以下公式获取电离层延迟值和湿对流层延迟值：
[0226]
[0227]
其中，为卫星s的第j(j＝1,2)频率的电离层延迟数据；为卫星s的第j(j＝1,2)频率的湿对流层延迟数据；ε
i,j
为j(j＝1,2)频率的电离层延迟数据的精度误差；ε
t,j
为j(j＝1,2)频率的湿对流层延迟数据的精度误差；为电离层延迟值；t为湿对流层延迟值。
[0228]
在一种可能的实施方式中，求解模块5还用于对移动星和参考星的星间单差宽巷模糊度固定成单差宽巷整数模糊度；采用lambda搜索方法固定移动星和参考星的星间单差窄巷模糊度，得到单差窄巷整数模糊度；利用单差宽巷整数模糊度和单差窄巷整数模糊度更新非组合ppp观测方程中的模糊度，得到模糊度固定的坐标参数信息。
[0229]
在一种可能的实施方式中，装置还包括预处理模块，用于对观测数据进行预处理。
[0230]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于根据每个卫星的伪距观测数据获取每个卫星的伪距频间偏差；根据所有卫星的伪距频间偏差剔除所有卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据。
[0231]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于根据每个卫星的伪距观测数据和多普勒观测数据获取每个卫星的多普勒探测伪距检验值；根据每个卫星的多普勒探测伪距检验值剔除所有卫星的伪距观测数据中的异常伪距观测数据。
[0232]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于根据每个卫星的伪距观测数据获取每个卫星的第一频率对应的伪距观测数据和第二频率对应的伪距观测数据；获取每个卫星的第一频率对应的伪距观测数据和第二频率对应的伪距观测数据的差值，得到每个卫星的伪距频间偏差。
[0233]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于获取所有卫星的伪距频间偏差的中位数；计算每个卫星的伪距频间偏差和所有卫星的伪距频间偏差的中位数的差值，得到每个卫星的第一检验值；剔除第一检验值大于第一预设阈值的卫星对应的伪距观测数据。
[0234]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于通过以下公式获取多普勒探测伪距检验值：δp
i,j,k
＝p
i,j,k-p
i,j,k-1-0.5*λ
i,j
(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；其中，p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；d
i,j,k
为k历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；p
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；d
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；tk为k历元的时间；t
k-1
为历元的时间；δp
i,j,k
为k历元卫星i的j(j＝1,2)频率的多普勒探测伪距检验值。
[0235]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于根据以下公式对每个卫星的伪距观测数据进行平滑处理，得到多普勒平滑伪距：
[0236]
ps
i,j,k
＝ωkp
i,j,k
+(1-ωk)(ps
i,j,k-1
+0.5*λ
i,j
(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；
[0237]
其中，ps
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒平滑伪距；ωk为k历元对应的平滑因子；p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；ps
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒平滑伪距；λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；d
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；d
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；tk为k历元的时间；t
k-1
k-1历元的时间。
[0238]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于判断每个载波相位观测数据的整周模糊度是否发生跳变；若是，对整周模糊度跳变的载波相位观测数据进行标记。
[0239]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于采用历元间差分算法对载波相位观测数据进行单频周跳探测，得到跳变结果。
[0240]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于利用以下公式获取载波相位观测数据的周跳探测值：
[0241]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-l
i,j,k-1-0.5*(-d
i,j,k-d
i,j,k-1
)/(t
k-t
k-1
)；
[0242]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的周跳探测值；l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；d
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；d
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的多普勒观测数据；tk为k历元的时间；t
k-1
为k-1历元的时间；若δl
i,j,k
大于第二预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据发生跳变；若δl
i,j,k
小于或等于第二预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0243]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于利用以下公式对载波相位观测数据进行单频周跳探测：
[0244]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-l
i,j,k-1-(p
i,j,k-p
i,j,k-1
)/λ
i,j
；
[0245]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的单频周跳探测值；l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；p
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；p
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的伪距观测数据；λ
i,j
为卫星i的第j(j＝1,2)频率的波长值；若δl
i,j,k
大于第三预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据发生跳变；若δl
i,j,k
小于或等于第三预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0246]
在一种可能的实施方式中，预处理模块还用于利用以下公式对载波相位观测数据进行单频周跳探测：
[0247]
δl
i,j,k
＝l
i,j,k-3*l
i,j,k-1
+3*l
i,j,k-2-l
i,j,k-3
；
[0248]
其中，δl
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的单频周跳探测值；l
i,j,k
为k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；l
i,j,k-1
为k-1历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；l
i,j,k-2
为k-2历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；l
i,j,k-3
为k-3历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据；λ
i,j
为卫星i的第j频率的波长值；若δl
i,j,k
大于第四预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据发生跳变；若δl
i,j,k
小于或等于第四预设阈值，则判定k历元卫星i的第j(j＝1,2)频率的载波相位观测数据未发生跳变。
[0249]
在一种可能的实施方式中，观测数据通过导航卫星发送到接收机，差分数据通过通信卫星发送到接收机。
[0250]
本技术实施例还提供一种电子设备，电子设备可以包括处理器、通信接口、存储器和至少一个通信总线。其中，通信总线用于实现这些组建直接的连接通信。其中，本技术实施例中电子设备的通信接口用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。
[0251]
上述的处理器可以是通用处理器，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(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组建。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器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。
[0252]
存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。存储器中存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，电子设备可以执行上述方法实施例涉及的各个步骤。
[0253]
可选地，电子设备还可以包括存储控制器、输入输出单元。
[0254]
存储器、存储控制器、处理器、外设接口、输入输出单元各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通信总线实现电性连接。处理器用于执行存储器中存储的可执行模块，例如电子设备包括的软件功能模块或计算机程序。
[0255]
输入输出单元用于提供给用户创建任务以及为该任务创建启动可选时段或预设执行时间以实现用户与服务器的交互。输入输出单元可以是，但不限于，鼠标和键盘等。
[0256]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有指令，当指令在计算机上运行时，计算机程序被处理器执行时实现方法实施例的方法，为避免重复，此处不再赘述。
[0257]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0258]
另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0259]
功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0260]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0261]
以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
[0262]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。