本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位，尤其涉及一種無公網(wǎng)區(qū)域的實(shí)時(shí)衛(wèi)星定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在衛(wèi)星導(dǎo)航和定位領(lǐng)域，目前存在的技術(shù)主要集中在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(gnss)的應(yīng)用。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如gps、glonass、北斗等已經(jīng)成為定位和導(dǎo)航的主流技術(shù)，廣泛應(yīng)用于車載導(dǎo)航、航空航天、軍事、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的gnss定位技術(shù)在一些特殊場景，尤其是無公網(wǎng)區(qū)域，仍然存在一些局限性。

2、首先是定位精度受限。傳統(tǒng)gnss技術(shù)在高山峽谷、大片水域周圍或遭受多徑效應(yīng)的環(huán)境中，其定位精度容易受到影響，難以滿足對(duì)厘米級(jí)甚至亞米級(jí)定位精度的需求。其次是受衛(wèi)星信號(hào)傳播路徑延遲的影響，大氣層和電離層會(huì)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的傳播造成延遲和變化，引發(fā)定位誤差。受這些因素影響，用戶終端要實(shí)現(xiàn)高精度定位，需要實(shí)時(shí)計(jì)算相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及電離層產(chǎn)品對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行校正，但這又會(huì)由于計(jì)算復(fù)雜度較高，無法滿足定位的實(shí)時(shí)性要求。且現(xiàn)有技術(shù)所采用的rtk技術(shù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信的依賴性非常高，實(shí)時(shí)定位結(jié)果的傳輸通常依賴于互聯(lián)網(wǎng)連接，而當(dāng)用戶終端處于在無公網(wǎng)區(qū)域時(shí)，將導(dǎo)致用戶終端無法獲取和應(yīng)用高精度的定位校正信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種無公網(wǎng)區(qū)域的實(shí)時(shí)衛(wèi)星定位方法及系統(tǒng)，能夠克服用戶終端受環(huán)境影響導(dǎo)致的定位精度低的問題以及當(dāng)下定位技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信存在高度依賴的問題，并有效提高用戶終端的定位效率以及定位精度。

2、本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種無公網(wǎng)區(qū)域的實(shí)時(shí)衛(wèi)星定位方法，包括：

3、獲取分布在全球的若干測控站的觀測文件、廣播星歷、若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的軌道改正參數(shù)、以及鐘差改正參數(shù)；

4、根據(jù)所述觀測文件、所述廣播星歷、所述軌道改正參數(shù)、以及所述鐘差改正參數(shù)，計(jì)算得到相位小數(shù)偏差產(chǎn)品；

5、根據(jù)所述觀測文件以及所述廣播星歷，生成若干穿刺點(diǎn)信息；

6、對(duì)所述穿刺點(diǎn)信息進(jìn)行精度評(píng)定，確定出若干符合精度判定要求的有效穿刺點(diǎn)信息，并根據(jù)所述有效穿刺點(diǎn)信息生成電離層產(chǎn)品；

7、通過衛(wèi)星短報(bào)文信道，將所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及所述電離層產(chǎn)品發(fā)送至用戶終端，以使所述用戶終端根據(jù)所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及所述電離層產(chǎn)品對(duì)實(shí)時(shí)接收的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行校正，計(jì)算出自身的位置坐標(biāo)信息。

8、進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述觀測文件、所述廣播星歷、所述軌道改正參數(shù)、以及所述鐘差改正參數(shù)，計(jì)算得到相位小數(shù)偏差產(chǎn)品，包括：

9、根據(jù)所述廣播星歷、所述軌道改正參數(shù)、以及所述鐘差改正參數(shù)，計(jì)算各衛(wèi)星的改正位置以及改正鐘差；

10、根據(jù)各衛(wèi)星的改正位置以及改正鐘差，計(jì)算各衛(wèi)星在兩個(gè)不同的頻點(diǎn)上的無電離層組合觀測值以及寬巷模糊度；

11、根據(jù)所述無電離層組合觀測值以及寬巷模糊度，計(jì)算出窄巷模糊度；

12、根據(jù)所述觀測文件、所述寬巷模糊度、以及所述窄巷模糊度，生成所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品。

13、進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述廣播星歷、所述軌道改正參數(shù)、以及所述鐘差改正參數(shù)，計(jì)算各衛(wèi)星的改正位置以及改正鐘差，包括：

14、根據(jù)所述廣播星歷，計(jì)算各衛(wèi)星的理論位置以及理論鐘差；

15、根據(jù)所述軌道改正參數(shù)對(duì)所述理論位置進(jìn)行改正，生成各衛(wèi)星的改正位置；

16、根據(jù)所述鐘差改正參數(shù)對(duì)所述理論鐘差進(jìn)行改正，生成各衛(wèi)星的改正鐘差。

17、進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述觀測文件、所述寬巷模糊度、以及所述窄巷模糊度，生成所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品，包括：

18、根據(jù)所述觀測文件、所述寬巷模糊度、以及所述窄巷模糊度，構(gòu)建寬巷觀測方程以及窄巷觀測方程；

19、其中，所述寬巷觀測方程，由單位矩陣、零矩陣、衛(wèi)星端相位小數(shù)偏差、接收機(jī)端相位小數(shù)偏差、以及寬巷模糊度所構(gòu)成；所述窄巷觀測方程，由單位矩陣、零矩陣、衛(wèi)星端相位小數(shù)偏差、接收機(jī)端相位小數(shù)偏差、以及窄巷模糊度所構(gòu)成；

20、通過將同一衛(wèi)星系統(tǒng)下若干衛(wèi)星的衛(wèi)星端相位小數(shù)偏差的總和設(shè)置為0，并使用最小二乘法對(duì)所述寬巷觀測方程以及所述窄巷觀測方程進(jìn)行求解，分別生成寬巷相位小數(shù)偏差以及窄巷相位小數(shù)偏差；

21、根據(jù)所述寬巷相位小數(shù)偏差以及所述窄巷相位小數(shù)偏差，生成所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品。

22、進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述觀測文件以及所述廣播星歷，生成若干穿刺點(diǎn)信息，包括：

23、將所述觀測文件以及所述廣播星歷進(jìn)行匹配，確定出若干無周跳且連續(xù)的觀測弧段的有效起始?xì)v元信息；

24、采用球諧函數(shù)，根據(jù)所述有效起始?xì)v元信息，計(jì)算每一所述有效起始?xì)v元信息所對(duì)應(yīng)的電離層總電子含量；

25、根據(jù)所述有效起始?xì)v元信息以及所述廣播星歷，計(jì)算每一所述有效起始?xì)v元信息所對(duì)應(yīng)的電離層穿刺點(diǎn)位置；

26、根據(jù)所述電離層穿刺點(diǎn)位置以及所述電離層總電子含量，構(gòu)建每一所述有效起始?xì)v元信息所對(duì)應(yīng)的穿刺點(diǎn)信息。

27、進(jìn)一步的，所述對(duì)所述穿刺點(diǎn)信息進(jìn)行精度評(píng)定，確定出若干符合精度判定要求的有效穿刺點(diǎn)信息，并根據(jù)所述有效穿刺點(diǎn)信息生成電離層產(chǎn)品，包括：

28、依次根據(jù)連續(xù)的有效起始?xì)v元信息的若干穿刺點(diǎn)信息，構(gòu)建法方程，并對(duì)所述法方程進(jìn)行解算，生成每一法方程的解算結(jié)果；

29、根據(jù)所述解算結(jié)果，對(duì)所述穿刺點(diǎn)信息進(jìn)行精度評(píng)定，確定出若干符合精度評(píng)定要求的有效穿刺點(diǎn)信息；

30、根據(jù)若干所述有效穿刺點(diǎn)信息，生成所述電離層產(chǎn)品。

31、本發(fā)明另一實(shí)施例提供了一種無公網(wǎng)區(qū)域的實(shí)時(shí)衛(wèi)星定位系統(tǒng)，包括：遠(yuǎn)程服務(wù)器端以及用戶終端；

32、所述遠(yuǎn)程服務(wù)器端，用于獲取分布在全球的若干測控站的觀測文件、廣播星歷、若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的軌道改正參數(shù)、以及鐘差改正參數(shù)；

33、根據(jù)所述觀測文件、所述廣播星歷、所述軌道改正參數(shù)、以及所述鐘差改正參數(shù)，計(jì)算得到相位小數(shù)偏差產(chǎn)品；

34、根據(jù)所述觀測文件以及所述廣播星歷，生成若干穿刺點(diǎn)信息；

35、對(duì)所述穿刺點(diǎn)信息進(jìn)行精度評(píng)定，確定出若干符合精度判定要求的有效穿刺點(diǎn)信息，并根據(jù)所述有效穿刺點(diǎn)信息生成電離層產(chǎn)品；

36、通過衛(wèi)星短報(bào)文信道，將所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及所述電離層產(chǎn)品發(fā)送至用戶終端；

37、所述用戶終端，用于根據(jù)所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及所述電離層產(chǎn)品對(duì)實(shí)時(shí)接收的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行校正，計(jì)算出自身的位置坐標(biāo)信息。

38、進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程服務(wù)器端，根據(jù)所述觀測文件、所述廣播星歷、所述軌道改正參數(shù)、以及所述鐘差改正參數(shù)，計(jì)算得到相位小數(shù)偏差產(chǎn)品，包括：

39、根據(jù)所述廣播星歷、所述軌道改正參數(shù)、以及所述鐘差改正參數(shù)，計(jì)算各衛(wèi)星的改正位置以及改正鐘差；

40、根據(jù)各衛(wèi)星的改正位置以及改正鐘差，計(jì)算各衛(wèi)星在兩個(gè)不同的頻點(diǎn)上的無電離層組合觀測值以及寬巷模糊度；

41、根據(jù)所述無電離層組合觀測值以及寬巷模糊度，計(jì)算出窄巷模糊度；

42、根據(jù)所述觀測文件、所述寬巷模糊度、以及所述窄巷模糊度，生成所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品。

43、進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程服務(wù)器端，根據(jù)所述廣播星歷、所述軌道改正參數(shù)、以及所述鐘差改正參數(shù)，計(jì)算各衛(wèi)星的改正位置以及改正鐘差，包括：

44、根據(jù)所述廣播星歷，計(jì)算各衛(wèi)星的理論位置以及理論鐘差；

45、根據(jù)所述軌道改正參數(shù)對(duì)所述理論位置進(jìn)行改正，生成各衛(wèi)星的改正位置；

46、根據(jù)所述鐘差改正參數(shù)對(duì)所述理論鐘差進(jìn)行改正，生成各衛(wèi)星的改正鐘差。

47、進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程服務(wù)器端，根據(jù)所述觀測文件、所述寬巷模糊度、以及所述窄巷模糊度，生成所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品，包括：

48、根據(jù)所述觀測文件、所述寬巷模糊度、以及所述窄巷模糊度，構(gòu)建寬巷觀測方程以及窄巷觀測方程；

49、其中，所述寬巷觀測方程，由單位矩陣、零矩陣、衛(wèi)星端相位小數(shù)偏差、接收機(jī)端相位小數(shù)偏差、以及寬巷模糊度所構(gòu)成；所述窄巷觀測方程，由單位矩陣、零矩陣、衛(wèi)星端相位小數(shù)偏差、接收機(jī)端相位小數(shù)偏差、以及窄巷模糊度所構(gòu)成；

50、通過將同一衛(wèi)星系統(tǒng)下若干衛(wèi)星的衛(wèi)星端相位小數(shù)偏差的總和設(shè)置為0，并使用最小二乘法對(duì)所述寬巷觀測方程以及所述窄巷觀測方程進(jìn)行求解，分別生成寬巷相位小數(shù)偏差以及窄巷相位小數(shù)偏差；

51、根據(jù)所述寬巷相位小數(shù)偏差以及所述窄巷相位小數(shù)偏差，生成所述相位小數(shù)偏差產(chǎn)品。

52、通過實(shí)施本發(fā)明具有如下有益效果：

53、本發(fā)明公開了一種無公網(wǎng)區(qū)域的實(shí)時(shí)衛(wèi)星定位方法及系統(tǒng)，所述方法通過接收觀測文件、廣播星歷、軌道改正數(shù)、以及鐘差改正數(shù)，并計(jì)算出能夠用于校正衛(wèi)星信號(hào)的相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及電離層產(chǎn)品，繼而通過衛(wèi)星短報(bào)文信道，將相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及電離層產(chǎn)品發(fā)送至用戶終端，以使用戶終端根據(jù)相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及電離層產(chǎn)品對(duì)所接收的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，確定自身的位置坐標(biāo)信息。因此，本發(fā)明通過遠(yuǎn)程服務(wù)器端來計(jì)算校正衛(wèi)星信號(hào)所需的相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及電離層產(chǎn)品，克服用戶終端受環(huán)境影響導(dǎo)致的定位精度低的問題，并有效提高用戶終端的定位效率以及定位精度，繼而利用衛(wèi)星短報(bào)文信道的傳輸速度快以及可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，將相位小數(shù)偏差產(chǎn)品以及電離層產(chǎn)品發(fā)送至用戶終端，克服當(dāng)下定位技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信存在高度依賴的問題，使用戶終端處于無公網(wǎng)區(qū)域仍能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位。