一種gnss定位精度增強(qiáng)方法及gnss定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種GNSS(GlobalNavigat1n Satellite System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))定位精度增強(qiáng)方法，屬于衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]GNSS是泛指所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括全球的、區(qū)域的和增強(qiáng)的，如美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以及相關(guān)的增強(qiáng)系統(tǒng)，如美國的WAAS(廣域增強(qiáng)系統(tǒng))、歐洲的EGNOS(歐洲靜地導(dǎo)航重疊系統(tǒng))和日本的MSAS(多功能運(yùn)輸衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng))等，還涵蓋在建和以后要建設(shè)的其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)已越來越多地進(jìn)入我們的生活工作中。
[0003]為了盡可能提高衛(wèi)星定位的精度，目前已發(fā)展出了多種衛(wèi)星定位增強(qiáng)技術(shù)，例如，局域差分GPS，廣域差分GPS，網(wǎng)絡(luò)RTK等，可大幅度衛(wèi)星定位的精度。然而，具備衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高昂的問題，對于需要較多GNSS接收機(jī)同時(shí)工作的應(yīng)用場合，例如國土資源部門地籍調(diào)查工作的數(shù)據(jù)采集，其高昂的應(yīng)用成本會為用戶帶來極大的困擾。以地基增強(qiáng)系統(tǒng)為例，其是近年來在常規(guī)RTK、Internet、無線通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新一代實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位新技術(shù)。目前GPS/GL0NASS系統(tǒng)的地基增強(qiáng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)較為普及，兼容BDS系統(tǒng)的地基增強(qiáng)系統(tǒng)也在快速發(fā)展。地基增強(qiáng)系統(tǒng)通過地面GNSS基準(zhǔn)站向用戶播發(fā)的對流層延遲、電離層延遲、軌道誤差等系統(tǒng)誤差改正項(xiàng)，用戶接收機(jī)利用無線傳輸?shù)燃夹g(shù)獲取增強(qiáng)信號后，可以實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)內(nèi)平面2-3cm，高程5cm的高精度定位。但具備地基增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)價(jià)格不菲，這對對GNSS接收機(jī)有批量使用需求的地籍調(diào)查工作者用戶是一筆非常大的花費(fèi)。在區(qū)域面積較大地區(qū)，為了兼顧調(diào)查精度與調(diào)查效率，往往需要采用數(shù)十臺甚至上百臺具有地基增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)同時(shí)作業(yè)。
[0004]綜上可知，對于地籍調(diào)查這類對GNSS接收機(jī)有批量使用需求的應(yīng)用，亟需一種能夠兼具較低成本和較高定位精度的GNSS定位技術(shù)出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種GNSS定位精度增強(qiáng)方法及GNSS定位系統(tǒng)，針對對GNSS接收機(jī)有批量使用需求的應(yīng)用場景，可較好解決高精度定位需求與低使用成本之間的矛盾。
[0006]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
一種GNSS定位精度增強(qiáng)方法，基準(zhǔn)站通過增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號獲取自身的高精度坐標(biāo)，同時(shí)獲取普通衛(wèi)星定位信號，并將自身的高精度坐標(biāo)與普通衛(wèi)星定位信號之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)通過通信鏈路實(shí)時(shí)傳輸給移動(dòng)站;移動(dòng)站接收自身的普通衛(wèi)星定位信號，并利用所接收到的差分?jǐn)?shù)據(jù)對自身的普通衛(wèi)星定位信號進(jìn)行修正，然后根據(jù)修正后的普通衛(wèi)星定位信號得到自身的高精度位置信息。
[0007]優(yōu)選地，基準(zhǔn)站利用同一衛(wèi)星天線同時(shí)接收自身的增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號和普通衛(wèi)星定位信號。
[0008]一種GNSS定位系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)站和一組移動(dòng)站，所述基準(zhǔn)站包括:增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號接收單元、普通衛(wèi)星定位信號接收單元、差分單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元，增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號接收單元用于通過增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號獲取基準(zhǔn)站自身的高精度坐標(biāo)，普通衛(wèi)星定位信號接收單元用于獲取基準(zhǔn)站自身的普通衛(wèi)星定位信號，差分單元用于計(jì)算基準(zhǔn)站自身的高精度坐標(biāo)與普通衛(wèi)星定位信號之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送單元用于將差分單元輸出的差分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給移動(dòng)站;所述移動(dòng)站包括普通衛(wèi)星定位信號接收單元和數(shù)據(jù)接收單元，數(shù)據(jù)接收單元用于接收基準(zhǔn)站所發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)，所述普通衛(wèi)星定位信號接收單元用于接收該移動(dòng)站自身的普通衛(wèi)星定位信號，并利用所接收到的差分?jǐn)?shù)據(jù)對自身的普通衛(wèi)星定位信號進(jìn)行修正，然后根據(jù)修正后的普通衛(wèi)星定位信號得到自身的高精度坐標(biāo)。
[0009]優(yōu)選地，基準(zhǔn)站的增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號接收單元和普通衛(wèi)星定位信號接收單元利用同一衛(wèi)星天線同時(shí)接收自身的增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號和普通衛(wèi)星定位信號。
[0010]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
對于有GNSS接收機(jī)批量使用需求的應(yīng)用場景，本發(fā)明僅需要增加一部具有衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)，即可有效提高群組中其它不具有衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)的衛(wèi)星定位精度，有效解決了高精度定位需求與低使用成本之間的矛盾；
本發(fā)明進(jìn)一步提出在基準(zhǔn)站利用同一衛(wèi)星天線同時(shí)接收自身的增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號和普通衛(wèi)星定位信號，從而可有效提高差分?jǐn)?shù)據(jù)的精度，進(jìn)而提高各移動(dòng)站的衛(wèi)星定位精度；本發(fā)明GNSS定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，可利用市場上的各種現(xiàn)有產(chǎn)品構(gòu)建，具有更好的適用性。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明GNSS定位系統(tǒng)一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
本發(fā)明的思路是利用一部具有衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)獲取基準(zhǔn)站自身的高精度坐標(biāo)，同時(shí)利用一部不具有衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)接收原始對星觀測數(shù)據(jù)(普通衛(wèi)星定位信號)，然后將兩者之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)通過通信鏈路傳輸給其它移動(dòng)端，移動(dòng)端只需要一部不具有衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)接收原始對星觀測數(shù)據(jù)，然后利用差分?jǐn)?shù)據(jù)對其進(jìn)行修正，即可得到自身的高精度坐標(biāo)。
[0013]上述的衛(wèi)星定位增強(qiáng)可以是地基增強(qiáng)或星基增強(qiáng)；
基準(zhǔn)站和移動(dòng)站均可處于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)條件下；
所述差分?jǐn)?shù)據(jù)可以采用標(biāo)準(zhǔn)格式編碼也可采用自定義格式編碼；
為了提高差分?jǐn)?shù)據(jù)的精度，基準(zhǔn)站優(yōu)選利用同一衛(wèi)星天線同時(shí)接收自身的增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號和普通衛(wèi)星定位信號。
[0014]為了便于公眾理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面以一個(gè)具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]圖1顯示了該實(shí)施例中本發(fā)明GNSS定位系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和原理。如圖1所示，該GNSS定位系統(tǒng)包括基準(zhǔn)站(虛線框中部分)和一組移動(dòng)站，基準(zhǔn)站包括GNSS接收機(jī)I和GNSS接收機(jī)2、差分單元以及數(shù)據(jù)發(fā)送單元，其中GNSS接收機(jī)I具備地基增強(qiáng)服務(wù)功能，可通過接收地基增強(qiáng)信號來獲得自身的高精度絕對坐標(biāo)，而GNSS接收機(jī)2為不具有地基增強(qiáng)服務(wù)功能的普通GNSS接收機(jī)。為了使得兩臺GNSS接收機(jī)分別獲取得到的實(shí)時(shí)高精度絕對坐標(biāo)和原始觀測數(shù)據(jù)是同一位置點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從而提高所生成差分?jǐn)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本實(shí)施例中的GNSS接收機(jī)I和GNSS接收機(jī)2利用同一 GNSS天線來接收信號，GNSS天線所接的信號通過信號功分器分為兩路分別傳輸給兩臺GNSS接收機(jī)。每個(gè)移動(dòng)站包括一部不具有地基增強(qiáng)服務(wù)功能的普通GNSS接收機(jī)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收單元。
[0016]如圖1所示，GNSS接收機(jī)I通過GNSS天線接收地基增強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)的地基增強(qiáng)信號，從而獲得基準(zhǔn)站自身的實(shí)時(shí)高精度絕對坐標(biāo);同時(shí)，GNSS接收機(jī)2通過GNSS天線接收對星的原始觀測數(shù)據(jù);差分單元將高精度絕對坐標(biāo)與原始觀測數(shù)據(jù)先進(jìn)行時(shí)間對齊后按照標(biāo)準(zhǔn)編碼格式或自定義格式編碼成差分?jǐn)?shù)據(jù);數(shù)據(jù)發(fā)送單元將此差分?jǐn)?shù)據(jù)通過通訊鏈路發(fā)送至周圍的流動(dòng)站接收機(jī)群。每個(gè)移動(dòng)站的GNSS接收機(jī)接收自身對星的原始觀測數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)接收單元所接收的差分?jǐn)?shù)據(jù)對原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行修正計(jì)算，從而得到自身的高精度坐標(biāo)。
[0017]從上述過程可以看出，對于移動(dòng)站而言，無需每個(gè)GNSS接收機(jī)都需要具備接收和處理地基增強(qiáng)信號的能力，只需能夠進(jìn)行傳統(tǒng)RTK計(jì)算的普通GNSS接收機(jī)，就能根據(jù)差分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取高精度的絕對坐標(biāo)，理想情況下可達(dá)到與具有地基增強(qiáng)服務(wù)功能的GNSS接收機(jī)大致相當(dāng)?shù)亩ㄎ痪?，而整個(gè)系統(tǒng)的整體實(shí)現(xiàn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于移動(dòng)站全部使用具有地基增強(qiáng)服務(wù)功能的GNSS接收機(jī)的系統(tǒng)成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種GNSS定位精度增強(qiáng)方法，其特征在于，基準(zhǔn)站通過增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號獲取自身的高精度坐標(biāo)，同時(shí)獲取普通衛(wèi)星定位信號，并將自身的高精度坐標(biāo)與普通衛(wèi)星定位信號之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)通過通信鏈路實(shí)時(shí)傳輸給移動(dòng)站;移動(dòng)站接收自身的普通衛(wèi)星定位信號，并利用所接收到的差分?jǐn)?shù)據(jù)對自身的普通衛(wèi)星定位信號進(jìn)行修正，然后根據(jù)修正后的普通衛(wèi)星定位信號得到自身的高精度位置信息。2.如權(quán)利要求1所述GNSS定位精度增強(qiáng)方法，其特征在于，基準(zhǔn)站利用同一衛(wèi)星天線同時(shí)接收自身的增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號和普通衛(wèi)星定位信號。3.如權(quán)利要求2所述GNSS定位精度增強(qiáng)方法，其特征在于，所述增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號為地基增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號。4.一種GNSS定位系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)站和一組移動(dòng)站，其特征在于，所述基準(zhǔn)站包括:增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號接收單元、普通衛(wèi)星定位信號接收單元、差分單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元，增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號接收單元用于通過增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號獲取基準(zhǔn)站自身的高精度坐標(biāo)，普通衛(wèi)星定位信號接收單元用于獲取基準(zhǔn)站自身的普通衛(wèi)星定位信號，差分單元用于計(jì)算基準(zhǔn)站自身的高精度坐標(biāo)與普通衛(wèi)星定位信號之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送單元用于將差分單元輸出的差分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給移動(dòng)站;所述移動(dòng)站包括普通衛(wèi)星定位信號接收單元和數(shù)據(jù)接收單元，數(shù)據(jù)接收單元用于接收基準(zhǔn)站所發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)，所述普通衛(wèi)星定位信號接收單元用于接收該移動(dòng)站自身的普通衛(wèi)星定位信號，并利用所接收到的差分?jǐn)?shù)據(jù)對自身的普通衛(wèi)星定位信號進(jìn)行修正，然后根據(jù)修正后的普通衛(wèi)星定位信號得到自身的高精度坐標(biāo)。5.如權(quán)利要求4所述GNSS定位系統(tǒng)，其特征在于，基準(zhǔn)站的增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號接收單元和普通衛(wèi)星定位信號接收單元利用同一衛(wèi)星天線同時(shí)接收自身的增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號和普通衛(wèi)星定位信號。6.如權(quán)利要求5所述GNSS定位系統(tǒng)，其特征在于，所述增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號接收單元為地基增強(qiáng)衛(wèi)星定位信號接收單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種GNSS（Global？Navigation？Satellite？System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）定位精度增強(qiáng)方法，屬于衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的思路是利用一部具有衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)獲取基準(zhǔn)站自身的高精度坐標(biāo)，同時(shí)利用一部不具有衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)接收原始對星觀測數(shù)據(jù)，然后將兩者之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)通過通信鏈路傳輸給其它移動(dòng)端，移動(dòng)端只需要一部不具有衛(wèi)星定位增強(qiáng)功能的GNSS接收機(jī)接收原始對星觀測數(shù)據(jù)，然后利用差分?jǐn)?shù)據(jù)對其進(jìn)行修正，即可得到自身的高精度坐標(biāo)。本發(fā)明還公開了一種GNSS定位系統(tǒng)。本發(fā)明可較好解決對GNSS接收機(jī)有批量使用需求的應(yīng)用場景下，高精度定位需求與低使用成本之間的矛盾。
【IPC分類】G01S19/13, G01S19/42
【公開號】CN105607079
【申請?zhí)枴緾N201610032230
【發(fā)明人】王慶, 蔣新源, 張勇, 李娜
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月19日