[发明专利]基于逆向RTD和行人航位推算融合的米级定位方法及系统

摘要

本发明公开一种基于逆向RTD与行人航位推算融合的米级定位方法，包括以下步骤：中心服务器首先对基准站上传的RINEX二进制数据进行实时解码后进行基站卫星位置计算，获取当前历元的观测卫星坐标；将同时接收的流动站上传的原始观测数据与基准站的解码数据一起进行数据预处理；对基准站和流动站观测历元的时间相关性匹配，根据匹配结果选择伪距差分定位或航位推算计算流动站坐标，获得米级的定位精度；将获得的流动站三维坐标转为大地坐标系BLH，并生成标准GGA，完成流动站实时连续定位。进一步的，还公开基于上述方法的米级定位系统。通过本发明可实现流动站在复杂环境下连续实时的定位，并获得米级的定位精度。

主权项

1.一种基于逆向RTD与行人航位推算融合的米级定位方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、中心服务器首先对基准站上传的RINEX二进制数据进行实时解码；S2、中心服务器根据基准站的解码数据进行基站卫星位置计算，获取当前历元的观测卫星坐标；S3、中心服务器同时接收流动站上传的原始观测数据，并将从流动站接收的原始观测数据与基准站的解码数据一起进行数据预处理；S4、中心服务器对基准站和流动站观测历元的时间相关性匹配，根据匹配结果选择伪距差分定位或航位推算计算流动站坐标；S5、对于伪距差分定位模式选择站间单差在Lkm之内，即基准站和流动站之间的距离；对于航位推算方法根据前两个历元流动站的位置坐标，结合惯导信息中的动静百分比信息判断流动站的行走状态，利用航位推算算法将动静百分比与行人航位推算速度结合，获得流动站在无法进行卫星定位情况下位置计算，并获得米级的定位精度；S6、将伪距差分定位或行人航位推算获得的流动站三维坐标转为大地坐标系BLH，并生成NMEA‑0183协议下标准GGA，完成流动站实时连续定位；所述步骤S5中，伪距单差的计算公式为：式中V为残差矩阵；B为设计矩阵；为待估参数；L为观测矩阵；P为观测值权矩阵；其中：V＝[v₁ v₂…v_n]^T,式中，v_i和分别表示第i颗卫星对应观测方程的残差和伪距观测噪声方差；dx、dy、dz分别为空间直角坐标系下三个方向上的坐标改正值；△t₁和△t₂分别是BDS和GPS接收机钟差参数；(X₀,Y₀,Z₀)表示用户站初始坐标；ρ_0i、P_1i和为分别第i颗卫星流动站的初始站星距离、单频伪距观测值和基准站的初始站星距离、单频伪距观测值；所述步骤S5中，航位推算的步骤包括：S51、根据流动站前两个历元WGS84坐标下的XYZ坐标值，即航位推算的区段，确定流动站WGS84坐标系下三个方向的速度V_X、V_Y、V_Z，即行人航位推算速度：上式中，和分别表示第i‑1和第i‑2个历元WGS84坐标系下流动站X方向的坐标，和表示第i‑1和第i‑2个历元WGS84坐标系下流动站Y方向的坐标，和表示第i‑1和第i‑2个历元WGS84坐标系下流动站Z方向的坐标，i表示观测历元，t_i表示观测历元时间；S52、根据S51中确定出流动站在WGS84坐标系下三个方向的行人航位推算速度，结合惯导给出的动静百分比数据，以及第i‑1个与第i个历元的时间间隔确定第i个历元的流动站坐标增量：△X＝v_x·(t_i‑t_i‑1)·ω^x△Y＝v_y·(t_i‑t_i‑1)·ω^y△Z＝v_z·(t_i‑t_i‑1)·ω^z上式中，v_x表示流动站在WGS84坐标系下X方向的速度，v_y表示流动站在WGS84坐标系下Y方向的速度，v_z表示流动站在WGS84坐标系下Z方向的速度，t_i‑t_i‑1表示相邻历元的时间间隔，ω^x、ω^y、ω^z分别表示XYZ三个方向上的惯导动静百分比，ω范围在0‑1之间，靠近0代表行人静止，靠近1代表行人处于正常运动状态；S53、根据第i个历元的流动站坐标增量和第i‑1个历元WGS84坐标系下XYZ坐标确第i个历元的坐标，即：式中，即为流动站在行人航位推算算法中空间直角坐标系下的位置，利用坐标转换参数将空间直接坐标转为大地坐标，并生成标准GGA格式，即完成无法利用卫星定位情况下行人航位推算算法。