本发明涉及一种glonass测距码实时校准的rtk定位方法及系统。
背景技术：
glonass采用频分多址技术，导致不同卫星测距信号的在接收端硬件延迟存在差异，即频间偏差(interfrequencybias，ifb)。在卫星导航定位解算中，载波相位测距信号的频间偏差(interfrequencyphasebias,ifpb)可看作测距码与载波相位的硬件延迟之差，可以构建与频率相关的统一高精度校正模型。而测距码上的频间偏差(interfrequencycodebias,ifcb)是源于接收设备的前端带宽和相关器设计导致的芯片畸变，且每个glonass信号通道的畸变量存在差异。用户终端设备(天线和接收机)的品牌、系列和版本号都会对ifcb造成影响，变化规律复杂，难以构建高精度改正模型。
当前的glonassrtk(realtimekinematic，实时动态)定位方法未顾及ifcb的影响，直接利用改正ifpb的载波相位信号进行rtk定位。对于短距离基线，大气延迟偏差相关性强，rtk的观测值双差解算模型可忽略大气延迟的影响，模型待估参数少，模型强度高，通常ifcb的影响不明显。但是，中长距离rtk解算无法忽略大气延迟影响，必须依靠测距码信号提供解算基准，实现载波整周模糊度快速收敛和固定。glonassifcb会导致模糊度收敛速度变慢，甚至固定错误。已有glonass的高精度定位解算中，ifcb的校正方法主要采用基于历史观测数据进行估计解算，获得观测值组合的ifcb，如mw(melbourne-wübbena)组合或无电离层(ionosphere-free，if)组合。纯载波观测值组合受模糊度波长和观测误差的限制，只能用于事后模式定位解算。ifcb组合估计的方法会限制卫星导航定位解算模型，且无法用于rtk窄巷或非组合观测值的模糊度固定。因此，发明一种能够实时校正的rtk解算方法，对提高glonassrtk定位性能至关重要。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于提供glonass测距码实时校准的rtk定位方法及系统，定位不依赖于用户终端的设备类型，有效消除ifcb导致的rtk解算基准偏差，提高定位性能。
基于同一发明构思，本发明具有两个独立的技术方案：
1、一种glonass测距码实时校准的rtk定位方法，包括如下步骤：
步骤1：实时获取用户终端和基准站的观测数据，构建双差站间和星间观测值数据；
步骤2：基于所述双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得双差星站距离和宽巷整周模糊度；
所述宽巷整周模糊度通过如下方法获得，基于所述双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得glonass模糊度实数解；将两个频点模糊度实数解做差并取整，直接获得宽巷整周模糊度；
步骤3：基于所述双差站间和星间观测值数据以及所述双差星站距离和宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量；
步骤4：基于所述双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量，通过滤波器进行估算，获得双差ifcb估值，进行ifcb校正。
进一步地，步骤3中，所述双差ifcb窄巷组合虚拟观测量通过如下方法获得，
基于所述双差站间和星间观测值数据，形成双差mw组合观测量；所述双差mw组合观测量消除宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量。
进一步地，步骤3中，所述双差ifcb的if组合虚拟观测量通过如下方法获得，
基于所述双差站间和星间观测值数据，形成双差测距码的if组合观测量；所述双差测距码的if组合观测量扣除双差星站距离，获得双差ifcb的if组合虚拟观测量。
进一步地，步骤4中，所述滤波器的待估参数为双差非组合ifcb和测站间天顶对流层延迟之差。
进一步地，步骤4中，所述滤波器的待估参数ifcb设定为不随时间变化的参数，初值为0。
进一步地，步骤4中，所述滤波器的待估参数天顶对流层延迟参数变化规律采用一阶随机游走模型，初值采用对流层延迟经验模型gtp2w计算。
进一步地，步骤4中，进行ifcb校正时，当双差站间和星间观测值数据的参考卫星发生变化时，进行校正基准转换。
2、一种glonass测距码实时校准的rtk定位系统，包括：
观测值数据接收单元，所述接收单元实时获取用户终端和基准站的观测数据，构建双差站间和星间观测值数据；
双差星站距离和宽巷整周模糊度计算单元，所述计算单元基于构建的双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得双差星站距离和宽巷整周模糊度；
双差ifcb窄巷组合和双差ifcb的if组合计算单元，所述计算单元基于构建的双差站间和星间观测值数据、双差星站距离和宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量；
双差ifcb估计校正单元，所述估计校正单元基于双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量，通过滤波器进行估算，获得双差ifcb估值，进行ifcb校正。
进一步地，第二计算单元执行以下操作获得所述双差ifcb窄巷组合虚拟观测量：
基于所述双差站间和星间观测值数据，形成双差mw组合观测量；所述双差mw组合观测量消除宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量。
进一步地，第二计算单元执行以下操作获得所述双差ifcb的if组合虚拟观测量：
基于所述双差站间和星间观测值数据，形成双差测距码的if组合观测量；所述双差测距码的if组合观测量扣除双差星站距离，获得双差ifcb的if组合虚拟观测量。
本发明具有的有益效果：
本发明实时获取用户终端和基准站的观测数据，构建双差站间和星间观测值数据；基于构建的双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得双差星站距和宽巷整周模糊度；基于构建的双差站间和星间观测值数据和获得的双差星站距离和宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量；基于获取的双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量，通过滤波器进行估算，获得双差ifcb估值，进行ifcb校正。本发明添加了ifcb实时校准模块，对ifcb进行实时校正，消除了ifcb导致的glonassrtk定位估计基准偏差，适用于各类场景下的glonassrtk定位，对长距离且用户与基准站设备不同的定位场景作用最为明显，可以提高gonass在gnssrtk定位中的贡献度，促进多gnss多频数据的深度融合定位。本发明仅仅对用户终端的rtk定位算法进行改进，对用户终端的数据接收、编解码等没有影响，无需添加任何硬件设备，在未改变现有技术体制的同时，填补了glonassrtk定位的ifcb实时校正技术空白，可以采用软件升级的方法，直接应用于现有的用户终端。
本发明所述宽巷整周模糊度通过如下方法获得，基于构建的双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得glonass模糊度实数解；两个频点模糊度实数解做差并取整，直接获得宽巷整周模糊度；所述双差ifcb窄巷组合虚拟观测量通过如下方法获得，基于构建的双差站间和星间观测值数据，形成双差mw组合观测量；所述双差mw组合观测量消除宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量。本发明通过上述方法获得准确的双差ifcb窄巷组合虚拟观测量，进而保证ifcb实时校正的准确性。
本发明所述双差ifcb的if组合虚拟观测量通过如下方法获得，基于构建的双差站间和星间观测值数据，形成双差测距码的if组合观测量；所述双差测距码的if组合观测量扣除双差星站距离，获得双差ifcb的if组合虚拟观测量。本发明通过上述方法获得准确的双差ifcb的if组合虚拟观测量，进而保证ifcb实时校正的准确性。
本发明滤波器的待估参数为双差非组合ifcb和测站间天顶对流层延迟之差；所述滤波器的待估参数ifcb设定为不随时间变化的参数，初值为0；滤波器的待估参数天顶对流层延迟参数变化规律采用一阶随机游走模型，初值采用对流层延迟经验模型gtp2w计算。本发明通过上述滤波器的建立方法，进一步保证ifcb实时校正的准确性。
附图说明
图1是本发明glonass测距码实时校准的rtk定位方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
实施例一：
glonass测距码实时校准的rtk定位方法
如图1所示，一种glonass测距码实时校准的rtk定位方法，包括如下步骤：
步骤1：实时获取用户终端和基准站的观测数据，构建双差站间和星间观测值数据。
用户终端通信模块接收无线传输系统播发的基准站观测数据，gnss信号捕获模块采集glonass观测数据；用户终端和基准站的glonass观测数据进行站间和星间的双差操作。
步骤2：基于步骤1构建的双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得双差星站距离和宽巷整周模糊度。
所述宽巷整周模糊度通过如下方法获得，基于步骤1构建的双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得glonass模糊度实数解；两个频点模糊度实数解做差并取整，直接获得宽巷整周模糊度。即，载波信号的模糊度实数解n1和n2做差并取整，获得宽巷整周模糊度
步骤3：基于步骤1构建的双差站间和星间观测值数据和步骤2获得的双差星站距离和宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量。
所述双差ifcb窄巷组合虚拟观测量通过如下方法获得，
基于步骤1构建的双差站间和星间观测值数据，形成双差mw组合观测量；所述双差mw组合观测量消除宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量。
所述双差ifcb的if组合虚拟观测量通过如下方法获得，
基于步骤1构建的双差站间和星间观测值数据，形成双差测距码的if组合观测量；所述双差测距码的if组合观测量扣除双差星站距离，获得双差ifcb的if组合虚拟观测量。
步骤4：基于步骤3获取的双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量，通过滤波器进行估算，获得双差ifcb估值，利用双差ifcb估值对测距码信号进行校正，并利用校正后测距码与载波信号一起重新进行rtk定位。
所述滤波器的待估参数为双差非组合ifcb和测站间天顶对流层延迟之差。所述滤波器的待估参数ifcb设定为不随时间变化的参数，初值为0。所述滤波器的待估参数天顶对流层延迟参数变化规律采用一阶随机游走模型，初值采用对流层延迟经验模型gtp2w计算。进行ifcb校正时，当双差站间和星间观测值数据的参考卫星发生变化时，进行校正基准转换。
实施例二：
glonass测距码实时校准的rtk定位系统
一种glonass测距码实时校准的rtk定位系统，包括：
观测值数据接收单元，所述接收单元实时获取用户终端和基准站的观测数据，构建双差站间和星间观测值数据；
双差星站距离和宽巷整周模糊度计算单元，所述计算单元基于构建的双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得双差星站距离和宽巷整周模糊度；
双差ifcb窄巷组合和双差ifcb的if组合计算单元，所述计算单元基于构建的双差站间和星间观测值数据、双差星站距离和宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量；
双差ifcb估计校正单元，所述估计校正单元基于双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量，通过滤波器进行估算，获得双差ifcb估值，进行ifcb校正。
实施例二系统执行的校正方法同实施例一的校正方法。
本发明主要解决测距码的频间偏差问题，文中提到的载波相位均已进行频间相位偏差改正。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
1.一种glonass测距码实时校准的rtk定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：实时获取用户终端和基准站的观测数据，构建双差站间和星间观测值数据；
步骤2：基于所述双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得双差星站距离和宽巷整周模糊度；
所述宽巷整周模糊度通过如下方法获得，基于所述双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得glonass模糊度实数解；将两个频点模糊度实数解做差并取整，直接获得宽巷整周模糊度；
步骤3：基于所述双差站间和星间观测值数据以及所述双差星站距离和宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量；
步骤4：基于所述双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量，通过滤波器进行估算，获得双差ifcb估值，进行ifcb校正。
2.根据权利要求1所述的glonass测距码实时校准的rtk定位方法，其特征在于：步骤3中，所述双差ifcb窄巷组合虚拟观测量通过如下方法获得，
基于所述双差站间和星间观测值数据，形成双差mw组合观测量；所述双差mw组合观测量消除宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量。
3.根据权利要求1所述的glonass测距码实时校准的rtk定位方法，其特征在于：步骤3中，所述双差ifcb的if组合虚拟观测量通过如下方法获得，
基于所述双差站间和星间观测值数据，形成双差测距码的if组合观测量；所述双差测距码的if组合观测量扣除双差星站距离，获得双差ifcb的if组合虚拟观测量。
4.根据权利要求1所述的glonass测距码实时校准的rtk定位方法，其特征在于：步骤4中，所述滤波器的待估参数为双差非组合ifcb和测站间天顶对流层延迟之差。
5.根据权利要求4所述的glonass测距码实时校准的rtk定位方法，其特征在于：步骤4中，所述滤波器的待估参数ifcb设定为不随时间变化的参数，初值为0。
6.根据权利要求4所述的glonass测距码实时校准的rtk定位方法，其特征在于：步骤4中，所述滤波器的待估参数天顶对流层延迟参数变化规律采用一阶随机游走模型，初值采用对流层延迟经验模型gtp2w计算。
7.根据权利要求1所述的glonass测距码实时校准的rtk定位方法，其特征在于：步骤4中，进行ifcb校正时，当双差站间和星间观测值数据的参考卫星发生变化时，进行校正基准转换。
8.一种glonass测距码实时校准的rtk定位系统，其特征在于，包括：
观测值数据接收单元，所述接收单元实时获取用户终端和基准站的观测数据，构建双差站间和星间观测值数据；
第一计算单元，所述第一计算单元基于构建的双差站间和星间观测值数据，进行rtk解算获得双差星站距离和宽巷整周模糊度；
第二计算单元，所述第二计算单元基于构建的双差站间和星间观测值数据、双差星站距离和宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量；
估计校正单元，所述估计校正单元基于双差ifcb窄巷组合虚拟观测量和双差ifcb的if组合虚拟观测量，通过滤波器进行估算，获得双差ifcb估值，进行ifcb校正。
9.根据权利要求8所述的glonass测距码实时校准的rtk定位系统，其特征在于，第二计算单元执行以下操作获得所述双差ifcb窄巷组合虚拟观测量：
基于所述双差站间和星间观测值数据，形成双差mw组合观测量；所述双差mw组合观测量消除宽巷整周模糊度，获得双差ifcb窄巷组合虚拟观测量。
10.根据权利要求9所述的glonass测距码实时校准的rtk定位系统，其特征在于，第二计算单元执行以下操作获得所述双差ifcb的if组合虚拟观测量：
基于所述双差站间和星间观测值数据，形成双差测距码的if组合观测量；所述双差测距码的if组合观测量扣除双差星站距离，获得双差ifcb的if组合虚拟观测量。
技术总结