[发明专利]基于星型网络的BDS/GPS广播式网络RTK算法

说明书

本发明公开了一种基于星型网络的BDS/GPS广播式网络RTK算法，采用Delaunay三角剖分算法将所有基准站组成三角网，在此基础上生成由若干个星型网元组成的可控制全区域的星型网络。实时获取基准站数据进行网元解算，生成基线大气误差。同时，服务端利用UDP协议以星型网络为单元将主站观测值、基准站坐标及基线大气误差播发给用户，用户根据自身概略位置与主站位置选择其所在网元，并对用户与主站所组成基线的站间单差大气误差进行内插，将得到的大气误差修正至主站观测值进行基线解算。用户也可通过双向通讯上传概略坐标，由服务端播发用户所在网元的差分数据。同时也支持使用地面设备、航空飞机或卫星等设备进行差分数据广播。

技术领域

本发明涉及一种基于星型网络的BDS/GPS广播式网络RTK算法，特别涉及一种基于星型网络的BDS兼容GPS的广播模式并兼容双向通讯的网络RTK(Real Time Kinematic,实时动态定位技术)实现技术，属于GNSS实时高精度快速定位领域。

背景技术

网络RTK技术已成为目前使用最为广泛的GNSS精密定位技术之一，可以实时为用户提供米级、分米级、厘米级等多尺度定位服务^[1-3]。根据差分数据播发方法，目前，主流的网络RTK技术可分为VRS(Virtual Reference Station，虚拟参考站)技术，MAC(MasterAuxiliary Concept，主辅站)技术与FKP(Flachen Korrektur Parameter,区域改正参数)技术^[4]。

VRS技术中，用户首先上传自身概率坐标，CORS(Continuously OperatingReference System，连续运行参考站系统)中心解算软件(以下简称中心软件)根据用户概率位置在用户附近生成一个虚拟的参考站，用户与虚拟参考站形成超短基线进行解算。这种技术的缺点在于：①需要双向通讯，增加了数据时延②当用户位置变化较大时(超过5km)，虚拟参考站会发生变化，用户需要重新初始化；③中心软件需要根据用户概略位置为每个用户生成虚拟参考站信息，限制了用户容量；④由于使用了虚拟的信息，差分改正信息无法追踪；⑤虽然VRS技术本身并未对网元中参考站的数量进行限制，但是目前的软件基本上基于三角网实现，缺少冗余信息；⑥大气误差处理方式仅由中心软件决定，使得用户无法使用更优的算法^[4]；⑦需要上传用户概略位置信息，暴露了用户位置，尤其在一些特殊领域，此法甚至不可取，如军事领域。

MAC技术支持单双向通讯，在双向通讯中，用户上传自身概略位置信息，中心软件根据用户位置选择距用户最近的参考站作为主参考站，将差分改正信息播发给用户；在单向通讯中，用户需要事先知道自己所处的预定义网元，然后获取相应的差分改正信息。此技术在双向通讯中，仍存在与VRS技术中①②相同的缺点；在单向通讯中，虽然克服了VRS技术存在的缺点，但是用户本身需要事先知道自己所处的网元，这对于用户来说，实现比较困难，尤其当用户进入陌生的区域时，几乎不可能实现；目前使用MAC技术的软件在进行网络解算时使用了非差算法，参数多，模型复杂，使得网元解算效率低，网络初始化时间(从开机到可提供网络RTK服务)长。

FKP技术中，中心软件使用非差算法实现网络解算，提取非差误差，并对空间相关误差进行区域建模，将移动站的非差空间相关误差参数化，利用广播模式进行播发，流动站根据这些参数及自身位置进行实时定位。此技术的缺点在于：①中心软件利用非差算法进行网络解算，参数多，模型复杂，使得结算效率低，网络初始化时间长；②空间相关误差模型的建立由中心软件完成，限制了用户使用更优化的算法。

发明内容