[发明专利]北斗、GPS及GLONASS基线向量联合解算的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航基线向量的领域，特别涉及一种北斗、GPS及GLONASS基线向量联合解算的方法以及系统。

背景技术

早在20世纪90年代初，随着GLONASS的不断发展，学术界关于GPS和GLONASS高精度联合处理方法的论文就不断被发表出来。Leica（1998）分析了GLONASS载波差分的特点及处理方法。对于载波单差方程，GPS和GLONASS的模型是相同的，而对于载波双差，两者却存在差别。主要的原因是GLONASS每颗卫星的载波波长互不相同，导致在处理载波双差观测方程时要相对复杂一些。Leica（1998）提出了几种处理策略，一种是以周为单位表达载波双差方程，用接收机钟差来改正因频率偏差导致的额外项；一种是以米为单位表达载波双差方程，接收机钟差通过双差抵消了，但仍然留下了参考卫星单差模糊度的影响，通过单差模糊度的概略值来改正这种影响，达到保留模糊度的整周特性；还有一种方法是将卫星的频率统一到一个相同的值，以达到保留模糊度整周性的目的，但这种方法的波长很短，几乎不可能得到固定解。

Heinz Habrich（1999）详细介绍了GPS/GLONASS组合在高精度大地测量中的应用，并提出了一种递归模糊度固定方法。首先固定波长差较小的双差模糊度，因为波长差越小，参考星的单差模糊度的影响就越小。然后利用固定的双差模糊度来反算单差模糊度，得到精度较高的值，再固定波长差较大的双差模糊度。

现在，北斗、GPS（Global Navigation Satellite System）,GLONASS是分别由中国、美国和俄罗斯建立的全球卫星导航定位系统。北斗卫星导航系统，特指北斗二代卫星导航系统。随着中国卫星导航系统北斗二代的不断完善，GNSS高精度数据处理领域对多系统数据融合处理的要求显得越来越迫切。同时，出于保密安全的考虑，也需要国内GNSS厂家能提供单独处理北斗二代静态数据的随机静态基线处理技术。

发明内容

为解决以上的问题，本发明提供北斗、GPS及GLONASS基线向量联合解算的方法和系统。

本发明公开了一种北斗、GPS及GLONASS基线向量联合解算的方法，包括：

S1.抓取卫星接收机接收的观测数据，对所述的观测数据进行预处理；所述观测数据包括相位累加值；

S2.计算所述的观测数据的浮点解，通过所述的浮点解获得精确的整周模糊度，从而计算出载波观测固定解值，

S3.根据以下的双差观测方程来建立模型，以消除卫星和接收机钟差误差：

其中，

测站k，l和卫星I,j的双差相位观测值，单位为米；

流动站坐标改正参数的方向余弦系数，无量纲；

δ_x，δ_y，δ_z：流动站坐标改正参数，单位米；

uⁱ：对流层参数的系数，无量纲；

t：流动站天顶湿延迟参数，单位米；

模糊度参数，单位周；

λ_i：卫星i的波长;

λj：卫星j的波长。

进一步地，所述的预处理操作包括：卫星位置计算、单差残差生成、周跳探测、周跳修复。

进一步地，所述的模糊度参数选取单差模糊度，而非双差模糊度，模糊度固定采用标准的LAMBDA算法，将浮点模糊度矢量及其方差协方差阵作为参数传递给LAMBDA算法，LAMBDA算法经过模糊度去相关和模糊度搜索便可以得到模糊度固定解的候选值，及候选值对应的残差，使用残差来计算一个RATIO值，根据此RATIO值来判断模糊度是否固定成功，使用标准的经验值3来作为判断的阈值，当计算的RATIO值大于3时，认为模糊度固定成功。

进一步地，所述固定解值计算过程为：将浮点解的数学模型中的模糊度参数去掉，剩下的作为固定解求解的观测方程。根据数据预处理阶段得到的残差和模糊度的固定值，列出固定解的观测方程，并利用最小二乘原理，得到固定解及其方差协方差阵。

本发明公开了一种北斗、GPS及GLONASS基线向量联合解算的系统，包括多个卫星，多个测量站，每个测量站上均安装卫星接收机，所述的卫星接收机与处理中心模块相连，所述的处理中心模块具有统一的北斗、GPS和GLONASS三种系统的观测方程算法的装置。

进一步地，所述的统一的北斗、GPS和GLONASS三种系统的观测方程算法的装置，包括：