CN112630811A - 一种实时ppp-rtk组合定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时PPP‑RTK组合定位方法，包括以下步骤：步骤1、在t₁时刻采用实时PPP技术进行定位，得到流动站位置坐标；步骤2、判断是否有当前时刻t‑t₁≥T，若是，则转步骤1；否则，进入步骤3；步骤3、设定一个虚拟基准站，将t₁时刻的流动站位置作为虚拟基准站位置，进行实时载波相位重构，得到当前时刻虚拟基准站的载波相位观测值；步骤4、基于当前时刻虚拟基准站的载波相位观测值及流动站的观测数据，采用RTK技术进行定位，得到当前时刻流动站的位置；步骤5、在下一观测时刻，返回步骤2。本发明在遇到接收不到基站观测数据和IGS数据产品的突发情况时，可以仅靠流动站接收机单独实现实时高精度定位。

Description

一种实时PPP-RTK组合定位方法

技术领域

本发明涉及一种实时PPP-RTK组合定位方法。

背景技术

RTK(Real-time kinematic，实时动态)技术(又称载波相位差分技术)是一种基于载波相位测量的差分定位方法，是目前各系统卫星对静态、动态接收机高精度实时定位的手段之一，RTK作为一种相对定位技术可以实现实时高精度定位，其定位精度可达厘米级甚至毫米级，但定位需要依赖于基站传输的观测数据和测站位置坐标信息，常规RTK技术是建立在流动站与基站之间误差强相关假设基础之上的，当流动站离基站较近(例如不超过10～15km,上述假设条件一般均能较好地成立,此时利用一个或数个历元的观测数据即可获得厘米级的高精度。然而随着流动站和基准站间间距的增加,这种误差相关性变得越来越差,定位精度迅速下降，不过目前已有网络RTK技术来弥补这个缺陷，该技术可以通过多基站发送用DGPS方法校准过误差的观测数据给流动站来进一步提高定位精度和扩大定位范围，不过缺点是需要多个基站共同辅助RTK定位，不适合缺乏基站设施建设的偏远地区。RTK技术在现实生活中应用广泛，在大桥形变监测、地质灾害监测、公路勘测等工程应用中都做出过重要贡献。

IGS(International GNSS Service，国际GNSS服务组织)的各分析中心每天都会对从全球IGS测站网络获取的GPS数据进行处理，获取单天解的卫星轨道、地球自转参数、对流层延迟等参数，提供IGS协调分析中心对各分析中心的结果进行综合，以发布目前最权威的GPS卫星轨道、钟差、SSR改正信息等数据产品。

PPP(Precise Point Positioning，精密单点定位)技术在SSR改正信息产品出现以前，其应用一直停留在事后处理模式上，后处理的PPP技术具有：1、仅需单台GPS接收机定位；2、定位精度与基准站距离无关；3、定位可以达到与相对定位相同的精度；4、从观测到定位计算都在统一的参考框架内等优点。随着人们对动态高精度定位需求的增长以及SSR改正信息产品出现以后，对PPP技术的研究也步入了实时定位的领域，从而诞生了实时PPP技术，相比于后处理的PPP技术，实时PPP技术在具有同样优点的同时更兼备了实时的特性。实时PPP技术原理是单台接收机利用广播星历结合IGS提供的SSR改正信息产品得到实时精密卫星轨道坐标和精密卫星钟差而后进行绝对定位。

目前不管是相对定位算法还是绝对定位算法，要想得到精密的定位结果，都要严重依赖于基站转发的观测数据或IGS播发的数据产品，当遇到数据传输网络覆盖不到的地区或基站信号阻挡的山区，则要想得到实时精密的定位结果是比较困难，因此，需要针对该种极限情况设计出一种不严重依赖基站转发的观测数据及IGS播发的数据产品的定位算法，在突然接收不到基站观测数据和IGS数据产品时可以仅靠流动站接收机单独实现实时高精度定位。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种实时PPP-RTK组合定位方法，能够不严重依赖基站转发的观测数据及IGS播发的数据产品，实现实时高精度定位。

本发明所提供的技术方案为：

一种实时PPP-RTK组合定位方法，包括以下步骤：

步骤1、在t₁时刻，采用实时PPP技术进行定位，得到流动站位置坐标固定解；

步骤2、判断是否有t-t₁≥T，若是，则转步骤1；否则，进入步骤3(即循环交替执行这三个步骤，直到流动站到达目的地，结束定位)；其中，t为当前时刻，t₁为上一次采用实时PPP技术进行定位的时刻，T为时间阈值，其为经验参数，可以设置为实际测试得到的实时PPP整周模糊度的平均收敛时间；

步骤3、设定一个虚拟基准站，将t₁时刻得到的流动站位置坐标固定解作为虚拟基准站位置坐标，进行实时载波相位重构，得到当前时刻虚拟基准站对卫星的载波相位观测值；

步骤4、基于当前时刻虚拟基准站对卫星的载波相位观测值及流动站对卫星的观测数据，采用RTK技术进行定位，得到当前时刻流动站的位置坐标；

步骤5、在下一观测时刻，返回步骤2。

进一步地，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：流动站接收机实时接收卫星观测数据，包括伪距和载波相位观测值，并获取广播星历，利用广播星历计算出卫星轨道和卫星钟差，并利用SSR改正信息产品对其进行修正，获得实时高精度的卫星轨道和卫星钟差，进而解算得到卫星位置和速度；其中SSR改正信息产品通过网络数据流从IGS下载；

步骤1.2：求解固定的整周模糊度；

本实施例通过采用非差非组合观测模型进行实时精密单点定位，得到实时PPP固定解。

非差非组合观测模型包括载波相位观测方程和伪距观测方程：

上式中，

分别表示流动站接收机r测量获得的卫星j的载波相位观测值和伪距观测值；

为当前时刻流动站r与卫星j之间的距离，

其中，(X^j,Y^j,Z^j)和(x_r,y_r,z_r)分别为当前时刻卫星j的位置坐标和流动站r的位置坐标；c表示光速；dt_r和dt^j分别为流动站r的接收机钟差和卫星j的钟差；T_trop、I_ion分别为对流层和电离层延迟误差，对流层延迟由saastamoinen模型改正，电离层延迟由Klobuchar模型改正(实时修正对流层和电离层延迟误差，用于实时动态的定位)；d_rel为相对论效应，由相对论效应模型计算得出；λ为卫星发射的载波信号波长；

是流动站接收机r测量获得的卫星j的载波相位的整周模糊度；ε_L、ε_P表示观测量噪声。

非差非组合观测模型中的待估参数包括：流动站位置坐标(x_r,y_r,z_r)、流动站接收机钟差dt_r、整周模糊度

前四个参数在固定的整周模糊度下求解，得到的则为实时PPP固定解，否则为浮点解；因此，为得到实时PPP固定解，需要求解固定的整周模糊度；同时为保证整周模糊度在被求解固定过程中不受突然出现的周跳的影响，采用多普勒积分法进行周跳的检测与修复；

实时PPP中整周模糊度的固定时间直接影响到动态流动站固定解解算时间和精度，准确计算出整周模糊度，载波相位观测方程就可以像伪距观测方程一样用于绝对定位，对于PPP，传统计算整周模糊度的技术方案有着许多缺陷，比如模糊度固定收敛时间长、实时性差等。为了弥补这些缺陷，本发明采用成熟的PPP-RTK技术进行整周模糊度的固定计算，即采用类似网络RTK的定位方法，利用局域增强参考站网，通过参考站网的GPS观测数据，直接分离出卫星相位偏差(Satellite Phase Biases，SPBs)的小数部分(非整法)，用于改正区域内的流动站用于PPP定位的观测值，以实现非差模糊度固定.固定模糊度时间不超过10min，达到快速计算PPP固定解的目的，具体实现方法可以参看文献张宝成的《精密单点定位整周模糊度快速固定》。

步骤1.3：利用Kalman滤波算法实时求解非差非组合观测模型，得到流动站位置坐标固定解。

进一步地，所述步骤3中，利用如下公式进行载波相位重构：

其中，

和

分别为当前时刻和t₁时刻虚拟基准站u对卫星j的载波相位观测值，

即需要重构的载波相位观测值，

在t₁时刻由流动站接收机观测得出；f_d表示多普勒瞬时值；τ为时间；v_t,u和

分别为当前时刻虚拟基准站u和卫星j的速度矢量，其中v_t,u＝0(虚拟基准站只在t₁时刻有速度值，该速度值可以通过接收机搭载的惯性导航系统(INS)测得或者利用多普勒测速法计算获得，其余时刻速度为0)，

基于广播星历计算得到；λ为卫星发射的载波信号波长，为固定值，根据载波频率确定；

为当前时刻卫星j在虚拟基准站u处的单位观测矢量；(X^j，Y^j，Z^j)为当前时刻卫星j的位置坐标，基于广播星历计算得到；(x_u,y_u,z_u)为虚拟基准站的位置坐标；

为当前时刻虚拟基准站u与卫星j之间的距离，

载波相位重构的具体实现就是依靠上述公式推算出不同时间段虚拟基准站对卫星载波相位观测值，为接下来的RTK定位计算提供必须的观测量参数；每进行一次RTK定位之前必须进行载波相位重构获得观测量参数。

进一步地，当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量v_t ^j通过以下方法获得：

若当前时刻流动站接收机网络信号正常，则流动站接收机通过网络从IGS实时下载SSR改正信息产品，对基于广播星历计算出的卫星轨道和卫星钟差进行修正，获得实时高精度的卫星轨道和卫星钟差，进而解算得到实时的卫星位置和速度，即当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量

若当前时刻流动站接收机网络信号中断，则流动站接收机利用基于广播星历计算出的卫星轨道和卫星钟差，解算得到实时的卫星位置和速度，即当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量

进一步地，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、利用加权最小二乘法解算以下组合矩阵观测方程，得到单差整周模糊度的浮点解(同时可求解出流动站的位置坐标和接收机钟差单差的浮点解)：

其中，M是流动站r观测到的卫星个数，M≥4；

是虚拟基准站u与流动站r对卫星j的载波相位观测值单差，

j＝1,2,···,M，

和

分别是当前时刻虚拟基准站u和流动站r对卫星j的载波相位观测值，

由流动站r的接收机实时测得；

H为雅各比矩阵，是虚拟基准站站星距的一阶偏导与流动站站星距的一阶偏导的差，

[dx,dy,dz]＝[(x_r-x_u),(y_r-y_u),(z_r-z_u)]为流动站到虚拟基站的坐标变化量；其中(x_r,y_r,z_r)为未知量；

c为光速；δt_ur为虚拟基准站u与流动站r之间的接收机钟差单差，为未知量；

λ为卫星发射的载波信号波长；

为虚拟基准站u与流动站r之间对应于卫星j的单差整周模糊度，为未知量，其中j＝1,2,···,M；

是虚拟基准站u与流动站r对卫星j的伪距观测值单差，

和

分别为当前时刻虚拟基准站u和流动站r的对卫星j的伪距观测值，设虚拟基准站的接收机钟差基本不变，即将步骤1中采用实时PPP技术进行定位得到的流动站接收机钟差作为虚拟基准站的接收机钟差，通过伪距观测方程逆推得出

由流动站r的接收机测得；

步骤4.2、根据步骤4.1中单差整周模糊度的浮点解，利用LAMBDA算法求解单差整周模糊度的固定解；

步骤4.3、将根据步骤4.2单差整周模糊度的固定解代入以下矩阵观测方程，并利用加权最小二乘法解算该矩阵观测方程，得到当前时刻流动站r的位置坐标(x_r,y_r,z_r)的精确解：

进一步地，，所述步骤2中，若t-t₁≥T，但接收机网络信号中断无法接收实时数据时，则进入步骤3。

本发明构思为：

本发明考虑到实际情况下PPP的整周模糊度计算需要一段时间才能保证收敛到满足精度要求的精确解，因此得到一次实时PPP固定解以后，必须在一定时间T之后才能再次进行实时PPP。因此，本发明中采用以下技术手段：当流动站在t₁时刻采用实时PPP技术进行定位之后，在到达下一时刻t₂重新采用实时PPP技术进行定位之前，采用RTK定位方法进行实时定位。由于RTK定位方法属于一种相对定位，需要利用基准站对卫星的载波相位观测值，且由于当前时刻的流动站位置和过去邻近时刻的流动站位置之间的距离相对较近，可以做到相对定位的高精度快速收敛解算，精度损耗小，同时过去邻近时刻的实时PPP固定解(流动站位置坐标的固定解)已经求得，本发明设定一个固定不动的虚拟基准站，将过去邻近时刻得到的流动站位置坐标固定解作为虚拟基准站位置坐标，采用实时载波相位重构方法重构出当前时刻虚拟基准站对卫星的载波相位观测值，从而满足RTK相对定位的条件，用于当前时刻流动站的相对定位。

用于短基线RTK相对定位的载波相位观测方程为：

上式中，M是流动站r观测到的卫星个数；

是虚拟基准站u与流动站r的载波相位观测值单差，

j＝1,2,···,M；

为虚拟基准站u和流动站r与卫星的距离单差，

c为光速；δt_ur为虚拟基准站u与流动站r之间的接收机钟差单差，δt_ur＝dt_u-dt_r；λ为卫星发射的载波信号波长；

为虚拟基准站u与流动站r之间的单差整周模糊度，

本发明将建立的载波相位观测方程线性化得到矩阵观测方程：

由于矩阵观测方程中，(x_r,y_r,z_r)、δt_ur和

j＝1,2,···,M属于要求解的未知量；未知量个数为M+4，大于卫星个数，所以本发明加入伪距观测值构成组合矩阵观测方程并进行定位求解：

由于网络覆盖区域范围有限或者山区信号阻隔的影响，按规则到时间采用实时PPP技术进行定位，却可能因为迟迟收不到网络发来的数据(包括用于修正卫星轨道和卫星钟差的SSR改正信息产品，还有用于计算对流层延迟、电离层延迟以及整周模糊度改正数的数据文件)而无法进行实时PPP，当出现这种突发情况时，为避免定位一直处于等待状态，采用以下处置方法：除还没有进行首次实时PPP情况外，继续使用RTK相对定位，相应的载波相位重构则继续采用邻近时刻采用实时PPP技术进行定位得到的流动站位置坐标固定解来产生RTK定位所需的虚拟基准站的载波相位观测值。

本发明中实时PPP和RTK定位有规律的交替运行，实时载波相位重构则是衔接实时PPP到RTK定位的关键部分，是本发明的重大创新，同时也是本发明实现实时PPP/RTK组合定位的重点。PPP测得的数据以及实时载波相位重构得到的载波相位观测值都会记录到共享数据用于RTK定位解算流动站位置坐标。

有益效果：

本发明综合运用PPP和RTK技术进行定位，能够不严重依赖基站转发的观测数据及IGS播发的数据产品，在遇到接收不到基站观测数据和IGS数据产品的突发情况时，可以仅靠流动站接收机单独实现实时高精度定位。

附图说明

图1为本发明实施例流程图；

图2为本发明实施例中RTK定位原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步具体说明。

如图1和图2所示，本实施例公开了一种实时PPP-RTK组合定位方法，包括以下步骤：

步骤1、在t₁时刻，采用实时PPP技术进行定位，得到流动站位置坐标固定解；

步骤2、判断是否有t-t₁≥T，若是，则转步骤1；否则，进入步骤3(即循环交替执行这三个步骤，直到流动站到达目的地，结束定位)；其中，t为当前时刻，t₁为上一次采用实时PPP技术进行定位的时刻，T为时间阈值，其为经验参数，可以设置为实际测试得到的实时PPP整周模糊度的平均收敛时间，本实施例中设置T＝15min；

步骤3、设定一个虚拟基准站，将t₁时刻得到的流动站位置坐标固定解作为虚拟基准站位置坐标，进行实时载波相位重构，得到当前时刻虚拟基准站对卫星的载波相位观测值；

步骤4、基于当前时刻虚拟基准站对卫星的载波相位观测值及流动站对卫星的观测数据，采用RTK技术进行定位，得到当前时刻流动站的位置坐标；

步骤5、在下一观测时刻，返回步骤2。

进一步地，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1、采用实时PPP技术进行定位，得到流动站位置坐标固定解；

步骤1.1：流动站接收机实时接收卫星观测数据，包括伪距和载波相位观测值，并获取广播星历，利用广播星历计算出卫星轨道和卫星钟差，并利用SSR改正信息产品对其进行修正，获得实时高精度的卫星轨道和卫星钟差，进而解算得到卫星位置和速度；其中SSR改正信息产品通过网络数据流从IGS下载；

步骤1.2：求解固定的整周模糊度；

本实施例通过采用非差非组合观测模型进行实时精密单点定位，得到实时PPP固定解。

非差非组合观测模型包括载波相位观测方程和伪距观测方程：

上式中，

分别表示流动站接收机r测量获得的卫星j的载波相位观测值和伪距观测值；

为当前时刻流动站r与卫星j之间的距离，

其中，(X^j,Y^j,Z^j)和(x_r,y_r,z_r)分别为当前时刻卫星j的位置坐标和流动站r的位置坐标；c表示光速；dt_r和dt^j分别为流动站r的接收机钟差和卫星j的钟差；T_trop、I_ion分别为对流层和电离层延迟误差，对流层延迟由saastamoinen模型改正，电离层延迟由Klobuchar模型改正(实时修正对流层和电离层延迟误差，用于实时动态的定位)；d_rel为相对论效应，由相对论效应模型计算得出；λ为卫星发射的载波信号波长；

是流动站接收机r测量获得的卫星j的载波相位的整周模糊度；ε_L、ε_P表示观测量噪声。

非差非组合观测模型中的待估参数包括：流动站位置坐标(x_r,y_r,z_r)、流动站接收机钟差dt_r、整周模糊度

前四个参数在固定的整周模糊度下求解，得到的则为实时PPP固定解，否则为浮点解；因此，为得到实时PPP固定解，需要求解固定的整周模糊度；同时为保证整周模糊度在被求解固定过程中不受突然出现的周跳的影响，采用多普勒积分法进行周跳的检测与修复；

实时PPP中整周模糊度的固定时间直接影响到动态流动站固定解解算时间和精度，准确计算出整周模糊度，载波相位观测方程就可以像伪距观测方程一样用于绝对定位，对于PPP，传统计算整周模糊度的技术方案有着许多缺陷，比如模糊度固定收敛时间长、实时性差等。为了弥补这些缺陷，本发明采用成熟的PPP-RTK技术进行整周模糊度的固定计算，即采用类似网络RTK的定位方法，利用局域增强参考站网，通过参考站网的GPS观测数据，直接分离出卫星相位偏差(Satellite Phase Biases,SPBs)的小数部分(非整法)，用于改正区域内的流动站用于PPP定位的观测值，以实现非差模糊度固定.固定模糊度时间不超过10min，达到快速计算PPP固定解的目的，具体实现方法可以参看文献张宝成的《精密单点定位整周模糊度快速固定》。

步骤1.3：利用Kalman滤波算法实时求解非差非组合观测模型，得到流动站位置坐标固定解。

进一步地，所述步骤3中，利用如下公式进行载波相位重构：

其中，

和

分别为当前时刻和t₁当前时刻虚拟基准站u对卫星j的载波相位观测值，

即需要重构的载波相位观测值，

在t₁当前时刻由流动站接收机观测得出；f_d表示多普勒瞬时值；τ为时间；v_t,u和

分别为当前时刻虚拟基准站u和卫星j的速度矢量，其中v_t,u＝0；λ为卫星发射的载波信号波长，为固定值，根据载波频率确定；

为当前时刻卫星j在虚拟基准站u处的单位观测矢量；(x_u,y_u,z_u)为虚拟基准站的位置坐标；

为当前时刻虚拟基准站u与卫星j之间的距离，

进一步地，当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量v_t ^j通过以下方法获得：

若当前时刻流动站接收机网络信号正常，则流动站接收机通过网络从IGS实时下载SSR改正信息产品，对基于广播星历计算出的卫星轨道和卫星钟差进行修正，获得实时高精度的卫星轨道和卫星钟差，进而解算得到实时的卫星位置和速度，即当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量

若当前时刻流动站接收机网络信号中断，则流动站接收机利用基于广播星历计算出的卫星轨道和卫星钟差，解算得到实时的卫星位置和速度，即当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量

进一步地，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、利用加权最小二乘法解算以下组合矩阵观测方程，得到单差整周模糊度的浮点解：

其中，M是流动站r观测到的卫星个数，M≥4；

是虚拟基准站u与流动站r对卫星j的载波相位观测值单差，

j＝1,2,···,M，

由流动站r的接收机实时测得；

H为雅各比矩阵，是虚拟基准站站星距的一阶偏导与流动站站星距的一阶偏导的差；

[dx,dy,dz]＝[(x-x_u),(y-y_u),(z-z_u)]为流动站到虚拟基站的坐标变化量，其中(x_r,y_r,z_r)为当前时刻流动站r的位置坐标，为未知量；

c为光速；δt_ur为虚拟基准站u与流动站r之间的接收机钟差单差，为未知量；

λ为卫星发射的载波信号波长；

为虚拟基准站u与流动站r之间对应于卫星j的单差整周模糊度，为未知量，其中j＝1,2,···,M；

是虚拟基准站u与流动站r对卫星j的伪距观测值单差，

和

分别为当前时刻虚拟基准站u和流动站r的对卫星j的伪距观测值，设虚拟基准站的接收机钟差基本不变，即将步骤1中采用实时PPP技术进行定位得到的流动站接收机钟差作为虚拟基准站的接收机钟差，通过伪距观测方程逆推得出

由流动站r的接收机测得；

步骤4.2、根据步骤4.1中单差整周模糊度的浮点解，利用LAMBDA算法求解单差整周模糊度的固定解；

步骤4.3、将根据步骤4.2单差整周模糊度的固定解代入以下矩阵观测方程，并利用加权最小二乘法解算该矩阵观测方程，得到当前时刻流动站r的位置坐标(x_r,y_r,z_r)的精确解：

进一步地，所述步骤2中，若t-t₁≥T，但接收机网络信号中断无法接收实时数据时，则进入步骤3。

本发明上述技术方案综合运用PPP和RTK技术进行定位，能够不严重依赖基站转发的观测数据及IGS播发的数据产品，在遇到接收不到基站观测数据和IGS数据产品的突发情况时，可以仅靠流动站接收机单独实现实时高精度定位。

Claims (5)

1.一种实时PPP-RTK组合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在t₁时刻，采用实时PPP技术进行定位，得到流动站位置坐标固定解；

步骤2、判断是否有t-t₁≥T，若是，则转步骤1；否则，进入步骤3；其中，t为当前时刻，t₁为上一次采用实时PPP技术进行定位的时刻，T为时间阈值；

步骤3、设定一个虚拟基准站，将t₁时刻得到的流动站位置坐标固定解作为虚拟基准站位置坐标，进行实时载波相位重构，得到当前时刻虚拟基准站对卫星的载波相位观测值；

步骤4、基于当前时刻虚拟基准站对卫星的载波相位观测值以及流动站对卫星的观测数据，采用RTK技术进行定位，得到当前时刻流动站的位置坐标；

步骤5、在下一观测时刻，返回步骤2。

2.根据权利要求1所述的实时PPP-RTK组合定位方法，其特征在于，所述步骤3中，利用如下公式进行载波相位重构：

其中，

和

分别为当前时刻和t₁时刻虚拟基准站u对卫星j的载波相位观测值；f_d表示多普勒瞬时值；τ为时间；v_t,u和

分别为当前时刻虚拟基准站u和卫星j的速度矢量，其中v_t,u＝0，

基于广播星历计算得到；λ为卫星发射的载波信号波长；

为当前时刻卫星j在虚拟基准站u处的单位观测矢量；(X^j，Y^j，Z^j)为当前时刻卫星j的位置坐标，基于广播星历计算得到；(x_u,y_u,z_u)为虚拟基准站的位置坐标；

为当前时刻虚拟基准站u与卫星j之间的距离，

3.根据权利要求2所述的实时PPP-RTK组合定位方法，其特征在于，当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量

通过以下方法获得：

若当前时刻流动站接收机网络信号正常，则流动站接收机通过网络从IGS实时下载SSR改正信息产品，对基于广播星历计算出的卫星轨道和卫星钟差进行修正，获得实时高精度的卫星轨道和卫星钟差，进而解算得到实时的卫星位置和速度，即当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量

若当前时刻流动站接收机网络信号中断，则流动站接收机利用基于广播星历计算出的卫星轨道和卫星钟差，解算得到实时的卫星位置和速度，即当前时刻卫星j的位置坐标(X^j，Y^j，Z^j)和速度矢量

4.根据权利要求1所述的实时PPP-RTK组合定位方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、利用加权最小二乘法解算以下组合矩阵观测方程，得到单差整周模糊度的浮点解：

其中，M是流动站r观测到的卫星个数，M≥4；

是虚拟基准站u与流动站r对卫星j的载波相位观测值单差，

和

分别是当前时刻虚拟基准站u和流动站r对卫星j的载波相位观测值，

通过载波相位重构得到，

由流动站r的接收机实时测得；

H是虚拟基准站站星距的一阶偏导与流动站站星距的一阶偏导的差，

和

分别为当前时刻虚拟基准站u和流动站r与卫星j之间的距离，

(X^j，Y^j，Z^j)为当前时刻卫星j的位置坐标，通过广播星历计算得到；(x_u,y_u,z_u)为虚拟基准站的位置坐标；(x_r,y_r,z_r)为当前时刻流动站r的位置坐标，为未知量；

[dx,dy,dz]＝[(x-x_u),(y-y_u),(z-z_u)]为流动站到虚拟基站的坐标变化量；

c为光速；δt_ur为虚拟基准站u与流动站r之间的接收机钟差单差，为未知量；

λ为卫星发射的载波信号波长；

为虚拟基准站u与流动站r之间对应于卫星j的单差整周模糊度，为未知量，其中j＝1,2,···,M；

是虚拟基准站u与流动站r对卫星j的伪距观测值单差，

和

分别为当前时刻虚拟基准站u和流动站r的对卫星j的伪距观测值，设虚拟基准站的接收机钟差基本不变，即将步骤1中采用实时PPP技术进行定位得到的流动站接收机钟差作为虚拟基准站的接收机钟差，通过伪距观测方程逆推得出

由流动站r的接收机测得；

步骤4.2、根据步骤4.1中单差整周模糊度的浮点解，利用LAMBDA算法求解单差整周模糊度的固定解；

步骤4.3、将根据步骤4.2单差整周模糊度的固定解代入以下矩阵观测方程，并利用加权最小二乘法解算该矩阵观测方程，得到当前时刻流动站r的位置坐标(x_r,y_r,z_r)的精确解：

5.根据权利要求1～4中任一项所述的实时PPP-RTK组合定位方法，其特征在于，所述步骤2中，若t-t₁≥T，但接收机网络信号中断无法接收实时数据时，则进入步骤3。

Images