基于北斗卫星导航系统的高精度基线解算方法
【专利摘要】一种基于北斗卫星导航系统的高精度基线解算方法，以北斗接收机观测到的载波相位观测数据为基础，通过构建双差，进行粗差探测、周跳探测和模糊度固定，最终采用最小二乘方法得到基线两点的基线矢量。该方法对于60公里以内的基线处理均有较好的精度，为北斗系统的高精度数据处理提供了强大的处理软件，对于高精度的应用如基准点的建立提供可靠的方法。
【专利说明】基于北斗卫星导航系统的高精度基线解算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大地测量、卫星导航领域，特别涉及北斗卫星导航系统GE0/IGS0/ME0 混合星座导航系统的粗差探测、周跳探测与修复、整周模糊度和基线解算等计算方法。
【背景技术】
[0002] 北斗卫星导航系统是我国自主研制和建设的新一代卫星导航定位系统。目前，系 统由5颗GEO卫星、5颗IGS0、4颗MEO卫星组成，系统每颗卫星发播三个频点、两个支路的 导航信号，北斗卫星导航系统特殊的GEO卫星构型，有效的保证了在亚太地区的覆盖。但是 对于地面用户而言，由于GEO卫星静止不动，用户与GEO卫星间天顶角变化微小（〈1度)，地 面用户roop变化较小，导致解算的模糊度浮点解存在偏差，影响模糊度搜索的有效性和准 确性。
[0003] 本发明提供一种基于北斗卫星导航系统的高精度基线解算方法，以解决现有技术 存在由于GEO卫星静止不动，用户与GEO卫星间天顶角变化微小，地面用户ro〇P变化较小， 导致解算的模糊度浮点解存在偏差，影响模糊度搜索的有效性和准确性问题。
[0004] 本发明的技术方案是：北斗高精度基线解算软件的应用模式为：地面同时布设北 斗基准站和测地型北斗接收机，两台设备同时进行静态数据采集，采集完成后，可基于基线 解算软件进行后处理获得用户高精度位置。该软件以北斗接收机观测到的载波相位观测数 据为基础，通过构建双差，进行粗差探测、周跳探测和模糊度固定，最终采用最小二乘方法 得到基线两点的基线矢量，还可将基线分量投影到站心坐标系下，求出水平基线分量和高 程基线分量，当多台设备同时观测时，可以进行组网，软件还具有基线网平差功能，可实现 闭合差检验和分配。
[0005] 本发明的有益效果是：以北斗接收机观测到的载波相位观测数据为基础，通过构 建双差，进行粗差探测、周跳探测和模糊度固定，最终采用最小二乘方法得到基线两点的基 线矢量。该方法对于60公里以内的基线处理均有较好的精度，为北斗系统的高精度数据处 理提供了强大的处理软件，对于高精度的应用如基准点的建立提供可靠的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1为本发明的基线解算流程图； 图2为本发明改进型RAIM单点定位和周跳修复流程； 图3为模本发明糊度搜索和固定方法示意图。
【具体实施方式】
[0007] 参见图1-图3,本发明主要包括如下几部分： 1、针对北斗卫星导航系统GE0/IGS0/ME0混合星座，基于改进的RA頂条件进行单点定 位的计算方法： 改进的RAIM条件进行单点定位计算方法，主要是针对单个历元条件下，由于卫星处于 不断升降状态，低高度角和卫星观测几何结构会影响定位结果，最终影响基线解算时先验 坐标的精度。针对该问题，通过当前历元高度角和DOP的重要性进行卫星剔除，同时借助最 新的对流层模型来减弱低高度角条件下对流层对定位结果的影响。
[0008] 改进的RAIM的计算方法的具体实现流程和模型如下：假定观测N颗卫星，单点定 位需要求解站点坐标和接收机钟差，具体计算方法如下： A、假设伪距观测方程式为：
【权利要求】
1. 一种基于北斗卫星导航系统的高精度基线解算方法，其特征在于，该方法是基于北 斗卫星系统GEO/IGSO/MEO星座构型的特征，在北斗粗差和周跳探测、模糊度解算等方面进 行了技术改进，研制了针对北斗卫星导航系统的高精度基线解算软件，该软件可以通过对 两个零相位中心天线的观测站构建基线，进行相对定位，求得精确的基线分量。
2. 如权利1所述的基于北斗卫星导航系统的高精度基线解算方法，其特征在于，包括 以下步骤： ① 针对北斗GEO/IGSO/MEO混合星座，基于改进的RA頂条件进行单点定位计算； ② 针对观测数据包含着粗差和周跳，分析并依据粗差和周跳的不同特性，通过宽巷/ 电离层残差等组合观测量联合实施粗差和周跳探测，最后，在剔除粗差的基础上进行大周 跳修复； ③ 针对初始模糊度和较小周跳，采用宽巷-窄巷两步方法来搜索模糊度，进行最优模 糊度固定； ④ 最优模糊度确定后，基于方程消元方法实施基线分量求解。
【文档编号】G01S19/44GK104483688SQ201410605510
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】高宏, 王立兵, 任曦明, 应俊俊, 盛传贞, 薛光辉, 时荔蕙, 吴志成, 贾永军, 杨丽博, 杨涛, 朱保华 申请人:中国人民解放军63961部队, 中国电子科技集团公司第五十四研究所