一种北斗非差非组合相位PPP-RTK定位方法

本发明涉及一种北斗定位技术的改进，属于卫星定位领域，尤其涉及一种北斗非差非组合相位 ppp-rtk定位方法。

背景技术：

1、gnss码观测能服务于米级定位应用，而高精度（厘米级）定位需要采用载波相位，通常利用码和载波相位观测联合定位以增加模型冗余。码观测中受未模型化误差、多路径效应影响比较大。码观测的未模型化误差归入观测噪声，一般是相位观测噪声的约100倍。码多径误差来自于接收机端和卫星端，接收机端码多路径主要来自于周围环境、接收机和接收机天线的质量，一般采用先进接收机和扼流圈天线来减弱或消除。卫星端码多径误差与导航卫星类型有关，若不能有效的弱化或消除卫星端的多径效应，将会极大降低定位的性能。利用先验模型修正码多径效应是一种常用方法，但效果有限，尤其对北斗系统中的geo卫星。相位观测的多径误差远远小于码观测，若仅采用载波相位观测进行定位，会大大提高定位精度。但是由于载波相位定位模型中存在模糊度、卫星和接收机相位偏差等，单个历元进行定位时，估计参数数量多于观测数且部分参数之间又存在线性相关，即模型出现列秩亏，采用长时间相位观测和简化模型（相位组合或忽略一些参数）技术可以实现模糊度收敛，获取cm级定位，但是难以满足实时精密定位用户的需求，目前，相位 ppp-rtk技术在基于频分多址glonass双频定位的可行性方面得到验证，我国北斗系统采用多频（至少3频）码分多址（cdma）传输信号，而多径效应对北斗码观测的影响较严重。

2、申请号为cn202211022729.x，申请日为2022年8月24日的中国专利申请揭示了一种多模多频定位装置，包括与嵌入式微处理器模块连接的北斗授时模块、多模通信模块和bd3多模定位模块；嵌入式微处理器模块包括通信模块选择单元通过通信模式选择模型计算各个通信模式的信心预测值，并根据信心预测值将生成通信模式选择指令传输至多模通信模块；差分处理单元根据差分模型及北斗授时模块获取的同步授时信号，对bd3多模定位模块输入的多个北斗卫星定位信号进行位置解算，得到定位差分数据；滤波处理单元根据滤波模型及定位差分数据得到差分校正量，并根据差分校正量对差分数据进行修正。但是对比文件依旧没有解决多径效应对北斗码观测影响较严重的问题。

3、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在多径效应对北斗码观测影响较严重的问题，提供了弱化或消除多径误差的一种北斗非差非组合相位 ppp-rtk定位方法。

2、为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种北斗非差非组合相位 ppp-rtk定位方法，所述北斗非差非组合相位 ppp-rtk定位方法包括；

3、步骤一、跟踪站获取北斗卫星原始码以及相位信息，并根据获取的北斗卫星原始码以及相位信息建立ppp-rtk定位模型；

4、步骤二、通过参数重整消除ppp-rtk定位模型的秩亏后，得到满秩的服务端非差非组合相位ppp-rtk模型；

5、步骤三、利用满秩的服务端非差非组合相位ppp-rtk模型解算北斗的卫星钟差、卫星相位偏差与大气延迟误差数据，得到解算的产品信息；

6、步骤四、用户端利用服务端解算的产品信息将数据修正，得到用户端北斗非差非组合的相位ppp-rtk模型；

7、步骤五、用户端利用用户端北斗非差非组合的相位ppp-rtk模型固定模糊度参数后，再将模糊度参数回代入用户端北斗非差非组合的相位ppp-rtk模型，得到用户的精确定位。

8、所述通过整数重整消除ppp-rtk定位模型的秩亏具体包括以下步骤：

9、a、基于s变换，通过选择1号接收机作为基准站（r=1），将1号接收机对应的接收机钟差、卫星钟差、码和相位偏差重整到其他接收机的观测模型中；

10、b、通过选择高度角最高的卫星作为基准星（s=1），将1号星对应的模糊度参数重整到接收机相位偏差和模糊度参数中，形成新的接收机相位偏差和模糊度；

11、c、根据各跟踪站与基准站的距离，构建电离层约束模型。

12、去除满秩的服务端非差非组合相位ppp-rtk模型中的码观测方程，只保留相位观测方程，形成新的秩亏，此时，选择一个频率的相位观测作为基准，即j=1，通过s变换，将频率1对应的参数被其他频率吸收，形成新的待估参数。

13、将满秩的服务端非差非组合相位ppp-rtk模型中码观测方程去除，仅考虑相位观测值，减少码观测方程产生新的秩亏，相位方程中出现两类秩亏，秩亏数为m+1，导致相位观测方程不可解，选择和为基准，即重新构建新的接收机钟差和卫星钟差，引入电离层约束模型基准，则相位观测和电离层约束模型改写为：

14、。

15、所述卫星相位偏差的频率。

16、所述根据获取的北斗卫星原始码以及相位信息建立ppp-rtk定位模型是指：

17、假设跟踪网中有个参考站同步观测到颗北斗卫星，观测频率为个，则服务端非差非组合码+相位观测模型为：

18、；

19、其中为接收机，为观测频率，为跟踪卫星，和分别表示伪距观测值和载波相位观测值，表示各站天顶方向对流层延迟，投影函数，、分别表示接收机钟差和卫星钟差；表示第一个频率的电离层斜延迟，表示电离层在频率的转换因子，表示频率的波长；分别表示接收机码和相位偏差； 、分别为卫星的码偏差和相位偏差，表示模糊度。

20、先将以if组合和gf组合的形式重组到其它参数中，得到：

21、if组合形式为，

22、gf组合形式为；

23、再选基准站消除之间秩亏，以及之间秩亏，同时，增加电离层单差约束值为0，然后选取高度角最高的卫星作为参考星消除模糊度参数秩亏，形成服务端满秩的非差非组合ppp-rtk模型如下：

24、。

25、接收机钟差、卫星钟差、接收机码/相位偏差、卫星的码偏差/相位偏差、的系数均为1或-1。

26、所述得到用户端北斗非差非组合的相位ppp-rtk模型为：

27、；

28、式中下标“u”表示用户接收机，表示服务端提供的各站的大气延迟改正信息内插到用户接收机位置，改正用户端大气延迟误差；为用户位置，表示测站和卫星站星距离上的单位向量。

29、所述构建服务端非差非组合相位ppp-rtk模型、用户端北斗非差非组合的相位ppp-rtk模型采用相同的基准，即服务端、用户端ppp-rtk模型中均采用以1号接收机、1号卫星和1频率作为基准构建模型。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、1、本发明一种北斗非差非组合相位 ppp-rtk定位方法中，基于s变换方法，通过选择基准接收机、基准卫星进行参数重整，消除模型的秩亏，增加基准频率，在模糊度准确固定后，利用相位观测进行ppp-rtk定位的精度得到提高，解决多径效应对北斗码观测影响较严重的问题。因此，本设计定位准确，误差较小。

32、2、本发明一种北斗非差非组合相位 ppp-rtk定位方法中，构建服务端非差非组合ppp-rtk模型需要多个跟踪站的北斗码+相位观测数据，利用跟踪站的北斗ppp-rtk模型解算北斗的卫星钟差、卫星相位偏差和大气延迟误差，构建用户端非差非组合ppp-rtk模型需要用户得到北斗相位观测数据，通过改正卫星钟差、卫星相位偏差和大气延迟误差，得到高精度的定位信息。因此，本设计可以消除模型秩亏，快速定位。