一种gnss定位精度增强方法及gnss定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种GNSS(GlobalNavigat1n Satellite System，全球导航卫星系统)定位精度增强方法，属于卫星导航定位技术领域。
【背景技术】
[0002]GNSS是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。随着卫星导航技术的不断发展，卫星导航定位技术已越来越多地进入我们的生活工作中。
[0003]为了尽可能提高卫星定位的精度，目前已发展出了多种卫星定位增强技术，例如，局域差分GPS，广域差分GPS，网络RTK等，可大幅度卫星定位的精度。然而，具备卫星定位增强功能的GNSS接收机普遍存在结构复杂、价格高昂的问题，对于需要较多GNSS接收机同时工作的应用场合，例如国土资源部门地籍调查工作的数据采集，其高昂的应用成本会为用户带来极大的困扰。以地基增强系统为例，其是近年来在常规RTK、Internet、无线通讯、计算机网络管理等技术基础上发展起来的新一代实时动态定位新技术。目前GPS/GL0NASS系统的地基增强系统网络建设已经较为普及，兼容BDS系统的地基增强系统也在快速发展。地基增强系统通过地面GNSS基准站向用户播发的对流层延迟、电离层延迟、轨道误差等系统误差改正项，用户接收机利用无线传输等技术获取增强信号后，可以实现在网内平面2-3cm，高程5cm的高精度定位。但具备地基增强功能的GNSS接收机价格不菲，这对对GNSS接收机有批量使用需求的地籍调查工作者用户是一笔非常大的花费。在区域面积较大地区，为了兼顾调查精度与调查效率，往往需要采用数十台甚至上百台具有地基增强功能的GNSS接收机同时作业。
[0004]综上可知，对于地籍调查这类对GNSS接收机有批量使用需求的应用，亟需一种能够兼具较低成本和较高定位精度的GNSS定位技术出现。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种GNSS定位精度增强方法及GNSS定位系统，针对对GNSS接收机有批量使用需求的应用场景，可较好解决高精度定位需求与低使用成本之间的矛盾。
[0006]本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
一种GNSS定位精度增强方法，基准站通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站;移动站接收自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度位置信息。
[0007]优选地，基准站利用同一卫星天线同时接收自身的增强卫星定位信号和普通卫星定位信号。
[0008]一种GNSS定位系统，包括基准站和一组移动站，所述基准站包括:增强卫星定位信号接收单元、普通卫星定位信号接收单元、差分单元、数据发送单元，增强卫星定位信号接收单元用于通过增强卫星定位信号获取基准站自身的高精度坐标，普通卫星定位信号接收单元用于获取基准站自身的普通卫星定位信号，差分单元用于计算基准站自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据，数据发送单元用于将差分单元输出的差分数据实时传输给移动站;所述移动站包括普通卫星定位信号接收单元和数据接收单元，数据接收单元用于接收基准站所发送的差分数据，所述普通卫星定位信号接收单元用于接收该移动站自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度坐标。
[0009]优选地，基准站的增强卫星定位信号接收单元和普通卫星定位信号接收单元利用同一卫星天线同时接收自身的增强卫星定位信号和普通卫星定位信号。
[0010]相比现有技术，本发明具有以下有益效果:
对于有GNSS接收机批量使用需求的应用场景，本发明仅需要增加一部具有卫星定位增强功能的GNSS接收机，即可有效提高群组中其它不具有卫星定位增强功能的GNSS接收机的卫星定位精度，有效解决了高精度定位需求与低使用成本之间的矛盾；
本发明进一步提出在基准站利用同一卫星天线同时接收自身的增强卫星定位信号和普通卫星定位信号，从而可有效提高差分数据的精度，进而提高各移动站的卫星定位精度；本发明GNSS定位系统的结构简单，可利用市场上的各种现有产品构建，具有更好的适用性。
【附图说明】
[0011]图1为本发明GNSS定位系统一个具体实施例的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:
本发明的思路是利用一部具有卫星定位增强功能的GNSS接收机获取基准站自身的高精度坐标，同时利用一部不具有卫星定位增强功能的GNSS接收机接收原始对星观测数据(普通卫星定位信号)，然后将两者之间的差分数据通过通信链路传输给其它移动端，移动端只需要一部不具有卫星定位增强功能的GNSS接收机接收原始对星观测数据，然后利用差分数据对其进行修正，即可得到自身的高精度坐标。
[0013]上述的卫星定位增强可以是地基增强或星基增强；
基准站和移动站均可处于静态或动态条件下；
所述差分数据可以采用标准格式编码也可采用自定义格式编码；
为了提高差分数据的精度，基准站优选利用同一卫星天线同时接收自身的增强卫星定位信号和普通卫星定位信号。
[0014]为了便于公众理解本发明技术方案，下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步详细说明。
[0015]图1显示了该实施例中本发明GNSS定位系统的基本结构和原理。如图1所示，该GNSS定位系统包括基准站(虚线框中部分)和一组移动站，基准站包括GNSS接收机I和GNSS接收机2、差分单元以及数据发送单元，其中GNSS接收机I具备地基增强服务功能，可通过接收地基增强信号来获得自身的高精度绝对坐标，而GNSS接收机2为不具有地基增强服务功能的普通GNSS接收机。为了使得两台GNSS接收机分别获取得到的实时高精度绝对坐标和原始观测数据是同一位置点的数据，从而提高所生成差分数据的准确性，本实施例中的GNSS接收机I和GNSS接收机2利用同一 GNSS天线来接收信号，GNSS天线所接的信号通过信号功分器分为两路分别传输给两台GNSS接收机。每个移动站包括一部不具有地基增强服务功能的普通GNSS接收机和相应的数据接收单元。
[0016]如图1所示，GNSS接收机I通过GNSS天线接收地基增强服务系统的地基增强信号，从而获得基准站自身的实时高精度绝对坐标;同时，GNSS接收机2通过GNSS天线接收对星的原始观测数据;差分单元将高精度绝对坐标与原始观测数据先进行时间对齐后按照标准编码格式或自定义格式编码成差分数据;数据发送单元将此差分数据通过通讯链路发送至周围的流动站接收机群。每个移动站的GNSS接收机接收自身对星的原始观测数据，并利用数据接收单元所接收的差分数据对原始观测数据进行修正计算，从而得到自身的高精度坐标。
[0017]从上述过程可以看出，对于移动站而言，无需每个GNSS接收机都需要具备接收和处理地基增强信号的能力，只需能够进行传统RTK计算的普通GNSS接收机，就能根据差分数据实时获取高精度的绝对坐标，理想情况下可达到与具有地基增强服务功能的GNSS接收机大致相当的定位精度，而整个系统的整体实现成本远远低于移动站全部使用具有地基增强服务功能的GNSS接收机的系统成本。
【主权项】
1.一种GNSS定位精度增强方法，其特征在于，基准站通过增强卫星定位信号获取自身的高精度坐标，同时获取普通卫星定位信号，并将自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据通过通信链路实时传输给移动站;移动站接收自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度位置信息。2.如权利要求1所述GNSS定位精度增强方法，其特征在于，基准站利用同一卫星天线同时接收自身的增强卫星定位信号和普通卫星定位信号。3.如权利要求2所述GNSS定位精度增强方法，其特征在于，所述增强卫星定位信号为地基增强卫星定位信号。4.一种GNSS定位系统，包括基准站和一组移动站，其特征在于，所述基准站包括:增强卫星定位信号接收单元、普通卫星定位信号接收单元、差分单元、数据发送单元，增强卫星定位信号接收单元用于通过增强卫星定位信号获取基准站自身的高精度坐标，普通卫星定位信号接收单元用于获取基准站自身的普通卫星定位信号，差分单元用于计算基准站自身的高精度坐标与普通卫星定位信号之间的差分数据，数据发送单元用于将差分单元输出的差分数据实时传输给移动站;所述移动站包括普通卫星定位信号接收单元和数据接收单元，数据接收单元用于接收基准站所发送的差分数据，所述普通卫星定位信号接收单元用于接收该移动站自身的普通卫星定位信号，并利用所接收到的差分数据对自身的普通卫星定位信号进行修正，然后根据修正后的普通卫星定位信号得到自身的高精度坐标。5.如权利要求4所述GNSS定位系统，其特征在于，基准站的增强卫星定位信号接收单元和普通卫星定位信号接收单元利用同一卫星天线同时接收自身的增强卫星定位信号和普通卫星定位信号。6.如权利要求5所述GNSS定位系统，其特征在于，所述增强卫星定位信号接收单元为地基增强卫星定位信号接收单元。
【专利摘要】本发明公开了一种GNSS（Global？Navigation？Satellite？System，全球导航卫星系统）定位精度增强方法，属于卫星导航定位技术领域。本发明的思路是利用一部具有卫星定位增强功能的GNSS接收机获取基准站自身的高精度坐标，同时利用一部不具有卫星定位增强功能的GNSS接收机接收原始对星观测数据，然后将两者之间的差分数据通过通信链路传输给其它移动端，移动端只需要一部不具有卫星定位增强功能的GNSS接收机接收原始对星观测数据，然后利用差分数据对其进行修正，即可得到自身的高精度坐标。本发明还公开了一种GNSS定位系统。本发明可较好解决对GNSS接收机有批量使用需求的应用场景下，高精度定位需求与低使用成本之间的矛盾。
【IPC分类】G01S19/13, G01S19/42
【公开号】CN105607079
【申请号】CN201610032230
【发明人】王庆, 蒋新源, 张勇, 李娜
【申请人】东南大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月19日