附加大气信息动态约束的URTK模糊度快速固定方法

摘要

本发明公开了附加大气信息动态约束的URTK模糊度快速固定方法，本发明利用用户与参考站间的位置关系、用户所在地区的大气延迟内插结果的有效性及大气延迟随当地时间的变化，动态设定用户处天顶方向对流层延迟和测站卫星方向电离层延迟的先验信息，将残余的对流层延迟和电离层延迟作为随机游走待估参数进行估计，通过顾及对流层和电离层的时空变化特性等大气约束信息改进URTK模糊度解算。在URTK模糊度解算时利用EWL/WL观测值波长较长，便于模糊度的快速有效固定，从而可有效加快用户的模糊度固定速度。

主权项

附加大气信息动态约束的URTK模糊度快速固定方法，其特征是，包括：S1利用URTK用户所在地区N个参考站前一天的区域增强信息预报模型精化后的残余误差，N不小于4且不大于6，本步骤进一步包括：1.1选1个参考站为检测站，其他参考站记为参考站；1.2以参考站连线中点和参考站处为特征点，计算各特征点i的残余大气误差尺度因子n_i，参考站连线中点处n_i＝dis_i/100，参考站处n_i＝0，dis_i是以特征点i为中点的参考站连线的长度，单位：km；1.3根据特征点的n_i和大地坐标进行曲面拟合，获得残余大气误差尺度因子随大地坐标的第一分布曲面，根据第一分布曲面获得检测站处的残余大气误差尺度因子；1.4基于参考站处前一天的区域增强信息以及参考站和检测站的平面位置关系，经平面拟合和内插得检测站处前一天的内插区域增强信息；1.5将内插区域增强信息与检测站对应时刻的区域增强信息真值求差，得天顶对流层延迟残余误差和测站卫星方向电离层延迟残余误差；1.6预报模型精化后的残余误差，具体为：将前一子步骤所得天顶对流层延迟残余误差的均方根的2倍记为dZtd；根据各可视卫星的测站卫星方向电离层延迟残余误差，获得各时刻下全部可视卫星的测站卫星方向电离层延迟残余误差的2倍均方根，记为dIon；获得dIon随当地时间的变化曲线，按照函数dIon＝nf(t)进行拟合获得dIon和当地时间的关系模型，f(t)为以当地时间t为自变量的余弦函数、正弦函数或高阶函数；计算天顶对流层延迟残余误差预测值dZtd0＝dZtd/n和测站卫星方向电离层延迟残余误差dIon0＝dIon/n，n为子步骤1.3获得的检测站处残余大气误差尺度因子；S2URTK用户采用伪距单点定位的模式获得用户坐标；S3选择URTK用户周边N‑1个参考站，基于参考站处的区域增强信息以及URTK用户和参考站间的平面位置关系，经内插获得URTK用户处的内插区域增强信息；利用内插区域增强信息精化URTK用户的载波相位和伪距观测值；S4反推URTK用户处的大气信息，本步骤进一步包括：4.1采用子步骤1.2所述方法计算当前情况下各特征点处的大气误差尺度因子；4.2根据当前情况下特征点的残余大气误差尺度因子和大地坐标进行曲面拟合，获得残余大气误差尺度因子随大地坐标的第二分布曲面，根据第二分布曲面获得URTK用户处的残余大气误差尺度因子；4.3根据dZtd0和指定时刻的dIon0，结合URTK用户处的残余大气误差尺度因子，采用公式$\left\{\begin{array}{c}dZtd0=dZt{d}_1/n\\ dIon0=dIo{n}_1/n\end{array}\right.$反推URTK用户处的大气信息dZtd₁、dIon₁；S5将约束条件$\left\{\begin{array}{c}{d}_i\left(t_{k+1}\right)=d_i\left(t_k\right)+w_i\left(t_k\right)\\ E\left(d_i\right(t_0\left)\right)=0\\ D\left(d_i\right(t_0\left)\right)={\sigma }_i^2\\ E\left(w_i\right(t_k\left)\right)=0\\ D\left(w_i\right(t_k\left)\right)=q_i^2(t_k-t_{k-1})\end{array}\right.$加入参数估计过程，将测站的天顶对流层延迟残余误差和测站卫星方向电离层延迟残余误差按照随机游走方式进行参数估计，其中，i分别表示测站卫星方向电离层延迟和天顶对流层延迟；E和D分别表示数学期望和方差；t₀表示参数估计初始时刻；t_k‑1、t_k、t_k+1为任意的三个相邻时刻；d_i(t₀)、d_i(t_k)、d_i(t_k+1)表示时刻t₀、t_k、t_k+1时i的残余误差，；w_i(t_k)表示时刻t_k下i的残余误差的变化量；表示i的残余误差的方差，当i表示天顶对流层延迟时，σ_i为dZtd₁；当i表示测站卫星方向电离层延迟时，σ_i为当前指定时刻的dIon₁；表示相邻时刻t_k、t_k‑1间的i的残余误差的功率谱密度，当i表示天顶对流层延迟时，a在1～3中取值；当i表示测站卫星方向电离层延迟时，b在0.5～2中取值；hour表示小时单位；k表示历元编号，t_k‑1、t_k、t_k+1分别为历元k‑1、k、k+1对应的时刻；S6对URTK用户模糊度进行固定。