[发明专利]一种基于北斗二代与三代融合的测站坐标分区域解算方法

说明书

本发明公开了一种基于北斗二代与三代融合的测站坐标分区域解算方法、装置、设备及介质，其中方法为：读取多个包括北斗二代与三代卫星在同一时间的观测数据，基于传统观测模型初步解算测站的坐标；根据初步解算得到的测站坐标判断测站所处区域；若测站处于北斗二代服务区内，则采用添加北斗二代与三代之间ISB参数的改进观测模型重新解算测站的坐标；若测站处于其他地区，则认为初步解算得到的测站坐标无误，采用传统观测模型继续解算测站坐标。本发明充分考虑了不同区域北斗系统可见卫星数、北斗二代与三代之间卫星钟差基准及接收机端伪距硬件延迟的差异，针对不同地区构建更为合理的观测模型，可以有效提高BDS定位精度与可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于北斗二代与三代融合的测站坐标分区域解算方法、装置、设备及介质，主要应用于北斗二代与北斗三代融合伪距单点定位。

背景技术

当前，北斗卫星导航系统(BDS)可分为北斗二号卫星导航系统(BDS-2)与北斗三号卫星导航系统(BDS-3)等两代系统。BDS-2于2012年建成，其主要服务区是亚太地区(55°S～55°N，70°E～150°E)。BDS-3于2020年7月正式开通，其可以为处于全球任何区域的用户提供全天候的位置服务。然而，BDS-2与BDS-3的卫星设计及搭载的硬件不完全相同，同时处理二者数据时需要考虑它们之间的差异。例如，尽管BDS-2与BDS-3的时间基准同为北斗时，但二者的卫星钟差基准并不相同，且由于信号体制不完全一致，两者的接收机端伪距硬件延迟也不同，从而会产生系统间偏差(ISB)。ISB会严重影响定位精度，一般采用在观测模型中添加ISB参数的方式削弱其影响。

此外，与其他GNSS系统相比，BDS的卫星星座较为特殊，当前(2021年8月)由7颗地球同步轨道(GEO)卫星、10颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和27颗中圆地球轨道(MEO)卫星组成。由于GEO卫星和IGSO卫星轨道非常特殊，两种卫星仅能在北斗二代服务区观测到，而其他地区则只能观测到MEO卫星。因此在使用BDS定位时，北斗二代服务区的可见卫星数将远超其他地区。不同区域可见卫星数的差异和ISB的影响使得BDS的观测模型难以精确构建。一般来说，众多可见卫星带来的冗余观测值可以使ISB参数得到合理估计，此时在观测模型中添加ISB参数将有助于提高定位性能，而在可见卫星数较少的区域，盲目添加ISB参数将会影响定位精度。

伪距单点定位(SPP)是卫星导航及低精度定位领域中的基本模式，具有算法简单、机动灵活、单站即可实现等优点。在采用BDS进行SPP时，传统观测模型既不考虑BDS-2与BDS-3间的差异，也不考虑BDS卫星在不同地区的可见情况，而是将所有BDS卫星的观测值归为一类统一处理，这显然是不够合理的。为了充分发挥BDS的定位性能、获得更高的定位精度，有必要对BDS SPP观测模型进行改进。

发明内容

针对现有观测模型的不足，提出一种基于北斗二代与三代融合的测站坐标分区域解算方法、装置、设备及介质，充分考虑了不同地区BDS可见卫星数的不同与BDS-2、BDS-3间的差异，达到合理构建观测模型、提高定位精度的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于北斗二代与三代融合的测站坐标分区域解算方法，包括：

步骤1，读取多个包括北斗二代和三代卫星在同一时间的观测数据，基于传统观测模型初步解算测站的坐标；

步骤2，根据步骤1得到的测站坐标判断测站所处区域；

步骤3，若测站处于北斗二代服务区，则采用添加北斗二代与三代之间ISB参数的改进观测模型重新解算测站的坐标；否则认为步骤1得到的测站坐标无误，采用传统模型继续解算测站坐标。

在更优的技术方案中，添加北斗二代与三代之间ISB参数的改进观测模型，表示为：