[发明专利]一种适用于高精度形变监测的北斗/GNSS网络RTK算法

说明书

本发明公开了一种适用于高精度形变监测的北斗/GNSS网络RTK算法，涉及形变监测技术领域，其实现过程为：将监测端和GNSS连续运行参考站数据回传至服务端，服务端依据参考站位置划分区域子网；构建参考站GNSS观测方程，固定参考站网中所有基线的双差模糊度，提取GNSS参考站基线的斜路径电离层和天顶对流层延迟信息；服务端根据监测站位置选择合适的参考站子网以及主参考站，并内插得到主参考站和监测站间的斜路径电离层和天顶对流层信息；将大气改正值及其精度信息作为虚拟观测值并输入到构建的主参考站与监测站间观测方程中，相比常规GNSS监测算法，本申请提出的算法应用范围广、适用性强，可以有效节约监测成本并改善监测性能。

技术领域

本发明涉及形变监测技术领域，具体是涉及一种适用于高精度形变监测的北斗/GNSS网络RTK算法。

背景技术

早期，人造地球卫星仅仅作为一种空间的观测目标，这种对卫星的几何观测能够解决用常规大地测量难以实现的远距离陆地海岛联测定位的问题。但是这种方法费时费力，不仅定位精度低，而且不能测得点位的地心坐标。

20世纪50年代末期美国研制的子午卫星导航系统(NNSS)为GPS的前身，用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，但无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。但子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫，它开创了海空导航的新时代，揭开了卫星大地测量学的新篇章。

由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在的卫星少、不能实时定位、间隔时间与观测时间长、不能提供实时定位和导航服务、精度较低等问题，美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。

全球定位系统(GPS)应运而生，紧接着到现如今的高精度全球卫星导航系统(GNSS)时代，实现了在任意时刻、地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以便实现导航、定位、授时等功能。

GNSS具有全天候、无需通视、大范围作业及自动化程度高等优点，在地质灾害监测、桥梁监测、建筑物监测等形变监测中被广泛应用。北斗/GNSS形变监测系统通常采用RTK算法处理监测设备的观测数据获取监测对象高精度的实时形变监测序列。

目前，传统的监测系统多是基于常规短距离RTK算法进行形变监测，在实际的监测项目中，灾害体附近基准点的稳定性通常难以保障，导致无法获得稳定可靠的监测站点变形序列，另外，基于常规短基线RTK的形变监测系统仅适用于小范围区域的形变监测项目，无法满足特大滑坡、特大桥梁等大范围灾害体或构筑物的高精度形变监测应用需求。

发明内容

针对上述问题，本文提出一种适用于高精度形变监测的北斗/GNSS网络RTK算法。该算法属于大范围网络RTK形变监测应用范畴，充分利用了已建成的连续运行参考站系统(Continuously Operating Reference System,CORS)资源，无须再布设基准站，降低了监测成本，具有较强的适用性。

本发明的技术方案是：一种适用于高精度形变监测的北斗/GNSS网络RTK算法，包括以下步骤：

步骤1：监测端和GNSS连续运行参考站的数据回传至服务端，服务端依据参考站位置划分区域子网；

步骤2：构建参考站GNSS观测方程，固定参考站网中所有基线间的双差模糊度；

步骤3：提取GNSS参考站基线上的大气误差信息，包括斜路径电离层延迟误差和天顶对流层延迟误差；

步骤4：服务端选择参考站子网及主参考站，误差建模，内插主参考站和监测站间的大气误差信息，包括斜路径电离层延迟误差和天顶对流层延迟误差；

步骤5：构建主参考站与监测站间的观测方程，将大气改正值及其精度信息作为虚拟观测值输入观测方程；