本發(fā)明涉及一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的位置估算方法和設(shè)備。所述方法和設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域包括,但不限于,導(dǎo)航,地圖制作,土地測量,土木工程,農(nóng)業(yè),防災(zāi)救災(zāi),和科學研究。
背景技術(shù):全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)包括全球定位系統(tǒng)(GPS)(美國),GLONASS(俄羅斯),伽俐略(歐洲)和COMPASS(中國)(使用或研發(fā)中的系統(tǒng))。GNSS典型地使用多個繞地球飛行的衛(wèi)星。這多個衛(wèi)星形成了衛(wèi)星的星座。GNSS接收器檢測到在衛(wèi)星所廣播的電磁信號上調(diào)制的偽隨機噪聲(PRN)代碼。也將這個代碼稱為測距碼。代碼檢測包括將在所述廣播信號上調(diào)制的位序列與接收器所生成的即將檢測到的代碼的復(fù)制品比較?;谟糜谝幌盗行l(wèi)星中每一個的代碼到達時間的檢測,GNSS接收器估算其位置。定位包括,但不限于,地理定位,即地球表面的定位。例如,在2008年的Hofmann-WellenhofB.等的GNSS,GlobalNavigationSatelliteSystems,GPS,GLONASS,Galileo,&more,Springer-VerlagWien(之后稱作為“參考文獻[1]”)分別在第9,10和11章中分別提供了GPS,GLONASS和伽俐略的概述,其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。使用GNSS信號代碼的定位提供了有限精度,特別是由于其比特率(碼片速率)所確定的代碼的分辨率。例如,GPS包括具有在1575.45MHz載波頻率處10.23MHz碼片速率的粗/獲得(C/A)碼的傳輸,所謂的L1頻率。與保留用于軍事應(yīng)用的具有10.23MHz碼片速率的精(P)碼相比,這個代碼是免費提供給公眾的。當同時考慮到與C/A碼的檢測(所述偽隨機代碼的到達時間的電子檢測)相關(guān)的電子不確定度和其他誤差時,使用所述GPSC/A碼的基于代碼的定位的準度約為15米,所述其他誤差包括由電離層和對流層效果,星歷誤差,衛(wèi)星時鐘誤差和多徑傳播所引起的那些誤差?;赑RN代碼檢測的定位的一種替換方法是,基于載波相位測量值的定位。在這種替換方式或附加方式(能夠?qū)y距碼和載波相位一起用于定位)中,檢測到自GNSS衛(wèi)星傳送的GNSS信號的載波相位,而不是(或不僅僅是)在自這個衛(wèi)星傳送的信號上調(diào)制的代碼?;谳d波相位測量值的這種方式具有提供更高的位置精度的潛能,即達到厘米級或甚至毫米級的精度,相比基于代碼的方式??芍庇^地理解其原因如下。這個代碼,如在L1頻帶上的GPSC/A碼,具有更長于這個代碼被調(diào)制到的載波的一個周期(用于L1頻帶的19厘米)的碼片長度(用于C/A碼的300米)。因此,比起用于代碼檢測,當用于載波相位檢測時,可將位置分辨率視為更大。然而,在基于載波相位測量值的位置估算過程中,由于未知數(shù)量的周期,載波相位是模糊不清的。能夠確定接收信號的相位,但是不能以清楚的方式直接確定整數(shù)周期。這就是所謂的“整周模糊度問題”,“整周模糊度分辨率問題”或“相位模糊度分辨率問題”。例如,在參考文獻[1]第5章節(jié)中提供了用于代碼觀測值和用于載波相位觀測值的GNSS觀測值方程。在參考文獻[1]第7.2章節(jié)中提供了對GNSS整周模糊度分辨率問題的介紹。存在改善基于GNSS載波相位測量值的定位系統(tǒng)實施方式的需求,用于以快速,穩(wěn)定和計算高效方式獲得接收器位置的精確估算。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明目的在于滿足上述需求。特別地,本發(fā)明目的在于改善記住了快速獲得穩(wěn)定和更精確解決方案的目標的現(xiàn)有技術(shù)的方法的實施方式。在本發(fā)明的一實施方案中,提供了一種方法,用于估算對確定全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器的位置或GNSS接收器的位置變化有用的參數(shù)。所述方法包括步驟:(a)獲得在GNSS接收器處從多個GNSS衛(wèi)星每一個接收到的至少一個GNSS信號;(b)從至少一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處,獲得信息,這里稱作為“精確衛(wèi)星信息”,基于:(b.i)多個GNSS衛(wèi)星的至少一個的軌道或位置,和(b.ii)多個GNSS衛(wèi)星的至少一個的時鐘偏移;(c)在獲得的GNSS信號之間,識別由周跳所可能影響的至少一個GNSS信號的子集,之后將這個識別出的子集稱作為“周跳影響子集”;和(d)估算對確定GNSS接收器的位置或GNSS接收器的位置變化有用的參數(shù),使用:(d.i)不屬于周跳影響子集的至少一些獲得的GNSS信號,和(d.ii)精確的衛(wèi)星信息。在本發(fā)明的另一實施方案中,提供了一種設(shè)備,用于估算對確定全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器的位置或所述GNSS接收器位置的變化有用的參數(shù)。所述設(shè)備包括:第一模塊,所述第一模塊被配置成獲得所述GNSS接收器接收的來自多個GNSS衛(wèi)星的每一個處的至少一個GNSS信號;第二模塊,所述第二模塊被配置成從至少一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處,獲得稱作為“精確衛(wèi)星信息”的信息,基于(i)所述多個GNSS衛(wèi)星的至少一個的軌道或位置,和(ii)所述多個GNSS衛(wèi)星的至少一個的時鐘偏移;第三模塊,所述第三模塊被配置成在獲得的GNSS信號之間,識別周跳所可能影響的至少一個GNSS信號的子集,之后將識別出的子集稱作為周跳影響子集;和第四模塊,所述第四模塊被配置成估算對確定所述GNSS接收器的位置或所述GNSS接收器位置的變化有用的參數(shù),使用不屬于所述周跳影響子集的至少一些獲得的GNSS信號,和精確的衛(wèi)星信息。在本發(fā)明的另一實施方案中,提供了一種包括上述設(shè)備的漫游器。在本發(fā)明的另一實施方案中,提供了一種包括上述設(shè)備的網(wǎng)站。省略可能受周跳影響的信號,包括實際已經(jīng)受周跳影響的信號和那些可能已經(jīng)受周跳影響的信號(而實際上,他們可能已經(jīng)受異常衛(wèi)星時鐘影響),為了使用基于衛(wèi)星位置和衛(wèi)星時鐘偏移的參考信息(精確衛(wèi)星信息)計算接收器位置的目的,使得能夠有效和精確地估算對確定GNSS接收器位置有用的參數(shù)。這是因為,通過省略可能受周跳影響的信號,這個計算既不受周跳影響信號損壞的觀測值所影響,也不受瞬態(tài)衛(wèi)星時鐘異常損壞的觀測值所影響,其中影響觀測值的這些損壞沒有一個的源占據(jù)在精確信息中。附圖說明現(xiàn)在,應(yīng)結(jié)合附圖說明本發(fā)明的實施方案,其中:圖1和圖2示出了單差(時間)和雙重差分(時間/衛(wèi)星)的來自GPS衛(wèi)星32的L1C/A載波相位測量值的時間序列,達到其中未發(fā)生任何周跳的四個小時,為了描述該方程(6)在大多數(shù)情況下是有效的;圖3和圖4示出了在電離層閃爍事件期間在加拿大西北地區(qū)劍橋灣中的跟蹤站采集的來自GPS-25的L1-C/A和L2-P載波測量值的變化率;圖5示出了用于GPS-25的L1-C/A和L2-P載波相位增量時間序列的單差(時間);圖6,圖7和圖8示出了來自2010年8月17日的用于GLONASS-07的L1-C/A,L1-P,和L2-P載波相位增量測量值;圖9,圖10和圖11示出了L1-C/A和L1-P(圖9),L1-C/A和L2-P(圖10),和L1-P和L2-P(圖11)的載波相位增量測量值的差;圖12,圖13和圖14示出了在GLONASS-07和GLONASS-22之間的雙重差分(時間/太空飛行器)的L1-C/A,L1-P,和L2-P載波相位時間序列;圖15,圖16和圖17示出了在GLONASS-07之間的雙重差分(時間/站)的L1-C/A,L1-P,和L2-P載波相位時間序列;圖18示出了以運動模式使用無電離層偽距測量值和精確衛(wèi)星信息估算的TrimbleNetR9接收器(即,GNSS接收器)估算位置的東,北和垂直分量中的誤差;圖19示出了以靜止模式使用無電離層載波相位測量值和精確衛(wèi)星信息估算的TrimbleNetR9接收器估算位置的東,北和垂直分量中的誤差;圖20和圖21包含了來自GPS-11和GLONASS-01處的Melbourne-Wubbena觀測值組合的樣地;圖22是本發(fā)明一實施方案中的方法的流程圖,包括測量值質(zhì)量分析步驟;圖23是本發(fā)明一實施方案中的方法的流程圖,包括驗證輸入天線參考位置(ARP)步驟和測量值質(zhì)量分析步驟;圖24是本發(fā)明一實施方案中的方法的流程圖;圖25是本發(fā)明一實施方案中的方法的流程圖,其中獲得精確衛(wèi)星位置進一步包括獲得GNSS信號相位之間的偏差;圖26是本發(fā)明一實施方案中的方法的流程圖,其中識別周跳影響GNSS信號考慮到精確衛(wèi)星信息;圖27是本發(fā)明一實施方案中的方法的流程圖,其中估算對確定GNSS接收器的位置或其位置變化有用的參數(shù)不利用源自具有不正常時鐘偏移的衛(wèi)星處的信號;圖28和圖29分別是本發(fā)明兩個實施方案中的方法的流程圖,其中,在估算對確定GNSS接收器的位置或其位置變化有用的參數(shù)之后,實施周跳固定;圖30示意性地描述了本發(fā)明一實施方案中的設(shè)備。具體實施方式現(xiàn)在,應(yīng)結(jié)合具體實施方案說明本發(fā)明。具體實施方案用于為技術(shù)人員提供更好的理解,但不打算以任何方式限制由附屬權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍。特別地,能夠?qū)⒄麄€說明書中獨立說明的實施方案組合以在他們不是相互排斥的范圍內(nèi)形成進一步的實施方案。圖24的流程圖描述了本發(fā)明一實施方案中的方法。所述方法用于估算至少來自全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)信號并對確定位置,如固定或移動的GNSS接收器或更精確地連接所述GNSS接收器的天線的位置,有用的參數(shù)。所述方法可最終導(dǎo)致確定或估算之后稱作為漫游器接收器的漫游器位置的固定或移動的天線位置。所述方法包括以下步驟:首先,在步驟s10中,在GNSS接收器(即將確定其位置或位置變化)處,獲得了從多個GNSS衛(wèi)星每一個接收到的至少一個GNSS信號。接收器獲得在GNSS接收器本身處接收到的至少一個GNSS信號(如果接收器本身負責執(zhí)行方法),或服務(wù)器獲得在GNSS接收器處接收到的至少一個GNSS信號(如果服務(wù)器負責執(zhí)行方法,而不是接收器)。接收器,如漫游器接收器,通過觀測來自多個GNSS衛(wèi)星每一個處的特定頻率(載波)上攜帶的測距碼,或通過觀測來自多個GNSS衛(wèi)星每一個處的特定頻率(載波)上省略的載波相位,或通過觀測所述測距碼和所述載波相位二者,可從多個GNSS衛(wèi)星每一個處接收至少一個GNSS信號。其次,在步驟s20中,從至少一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處獲得信息,這個信息在這里稱作為“精確衛(wèi)星信息”。所獲得的精確衛(wèi)星信息包括信息關(guān)于(i)多個GNSS衛(wèi)星至少一個的軌道或位置和關(guān)于(ii)多個GNSS衛(wèi)星至少一個的時鐘偏移??蓮膮⒖冀邮掌鞯木W(wǎng)絡(luò)處獲得精確衛(wèi)星信息,例如如國際申請WO2011/034624A2,WO2011/034615A2,WO2011/034616A2,WO2011/034617A2,和WO2011/034614A2中所述。隨后,在步驟s30中,識別由周跳所影響的,或可能由周跳所影響的GNSS信號(在那些接收到的信號之間)。一種檢測周跳的方式是通過例如在參考文獻[1],第7.1.2章節(jié)中解釋的差的方案,參照第198頁上的表7.1和附屬說明。導(dǎo)出下面方程(8)的說明也將提供了解釋如何能夠檢測到周跳的依據(jù)。下一步,在步驟s40中,估算對確定GNSS接收器的位置或其位置變化有用的參數(shù)。估算這些參數(shù)的這個過程利用了不在周跳影響子集(包括實際已經(jīng)受周跳影響的信號和那些可能已經(jīng)受周跳影響的信號,盡管他們可能已經(jīng)受異常衛(wèi)星時鐘影響)中的至少一些獲得的GNSS信號,也利用了精確衛(wèi)星信息。換句話說,基于處理步驟s20和s30的結(jié)果,s40估算對確定或估算位置,如漫游器位置或更具體地其天線位置,有用的參數(shù)。例如,估算的參數(shù)可指示用于GNSS接收器和GNSS衛(wèi)星之間載波的最可能數(shù)量的周期,即估算的參數(shù)可能是被解決的整周模糊度。換句話說,所述方法的輸出不必是位置本身,而是可為例如另一實體(如專用于這樣任務(wù)的服務(wù)器上的處理實體)用于估算或確定漫游器位置的參數(shù)。如上所述,可由漫游器接收器本身或遠離漫游器接收器的另外處理實體實施所述方法。漫游器接收器可以是靜態(tài)的(不移動)或動態(tài)的(移動)。漫游器接收器可發(fā)送表示GNSS觀測值的數(shù)據(jù)給隨后負責獲得(步驟s10)GNSS觀測值和實施所述方法其他步驟(步驟s20,s30,和s40)的處理實體??捎蓞⒖冀邮掌鞯木W(wǎng)絡(luò)計算或準備精確衛(wèi)星信息,因為其位置是精確已知的,隨后,使用例如NTRIP(通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的RTCM網(wǎng)絡(luò)傳輸,其中RTCM代表海運事業(yè)(服務(wù))無線電技術(shù)委員會),或通過衛(wèi)星鏈接,例如在允許同一天線用于接收這些GNSS信號的L1頻帶上,可傳送精確衛(wèi)星信息。也稱為參考站的參考接收器的地點,典型地非常精確地已知,如在兩(2)厘米內(nèi)。每一個參考站包括至少一個天線并接收和觀測來自這些GNSS衛(wèi)星或至少他們中的一些的GNSS信號。精確已知位置的參考接收器的,或多個參考接收器的GNSS信號的觀測值使得能夠確定與精確衛(wèi)星軌道相關(guān),與精確衛(wèi)星時鐘誤差相關(guān),和與這些GNSS信號之間偏移(偏差)相關(guān)的信息。在一實施方案中,如圖25所述,在步驟s20中獲得的精確衛(wèi)星信息進一步包括在源自一個衛(wèi)星的兩個或更大GNSS信號的相位之間的偏差,用于多個GNSS衛(wèi)星中的至少一個。將所述信息提供作為估算步驟s40的輸入使得能夠固定整周模糊度。在不知道來自所述衛(wèi)星的GNSS信號的相位之間的偏差時,一般可能的是,僅僅獲得浮點解。換句話說,僅僅獲得偏差信息用于固定模糊度,本發(fā)明能夠沒有所述固定(即,將這些模糊度認為“浮點”)而運行。然而,也存在來自固定模糊度的好處。在源自一個衛(wèi)星的兩個或更多GNSS信號之間的偏差在所述GNSS信號生成中是固有的,因為在衛(wèi)星硬件(放大器,電纜,濾波器,等)中的延遲,獲取所述信息用于解決在來自多個GNSS衛(wèi)星至少一個的一個或多個相位測量值中的整周模糊度。通過“在所述GNSS信號生成中是固有的”,這意味著在此上下文中一般不能避免這些偏差。在來自相同衛(wèi)星的兩個或更多信號之間的偏差是用于生成這些信號的處理和電子電路的函數(shù)。這些大多是歸因于通過這些電子電路的不同傳播路徑的延遲。對于GPS,由基本的,f0*154給出L1信號,對于L2,其為f0*120。如果不存在偏差,當首次打開振蕩器時,在t=0處,二者的傳送相位將為零。隨后,基于逝去的時間和這些頻率,即使這些頻率不同,將保持所述相位關(guān)系。隨后,一秒以后,如果沒有偏差,L1和L2二者的相位將再次為零。所述偏差是歸因于在衛(wèi)星中的濾波器,電纜,放大器等中的硬件延遲。當可獲得這些偏差時的優(yōu)點是最終接收器位置確定的改善質(zhì)量(或精度)。在一實施方案中,s10獲得來自多個GNSS衛(wèi)星每一個處的至少一個GNSS信號包括作出所述GNSS信號的測距碼觀測值和載波相位觀測值。在一實施方案中,s20獲得精確衛(wèi)星信息包括每兩秒或更頻繁地獲得每一個GNSS衛(wèi)星的精確衛(wèi)星信息。例如,可每一秒或更頻繁地獲得每一個GNSS衛(wèi)星的精確衛(wèi)星信息。在一實施方案中,s30識別周跳影響子集包括,使用無幾何影響載波相位組合(在下面的方程(9)中給出了無幾何影響載波相位組合的實施例)和無幾何影響代碼載波組合(無幾何影響代碼載波組合的實施例是在下面的方程(17)中給出了的Melbourne-Wubbena組合,也參見下面提及的參考文獻[7])中至少一個檢測周跳。特別地,這可通過計算無幾何影響電離層載波相位(電離層殘差載波相位組合是在下面的方程(9)中給出的無幾何影響載波相位組合的實施例)或通過計算無幾何影響Melbourne-Wubbena代碼載波(參見下面的方程(17))來執(zhí)行。使用無幾何影響載波相位組合和無幾何影響代碼載波組合的至少一個使得能夠確定受或可能受周跳影響的那些信號。在一實施方案中,如圖26所述,周跳影響GNSS信號的步驟30中的識別也可考慮精確衛(wèi)星信息。這個實施方案特別有利,如果衛(wèi)星具有漂移問題,其中其時鐘相比較其期望的基于所述衛(wèi)星原子時鐘穩(wěn)定性的規(guī)范的行為漂移,在此時,所述時鐘漂移不能由所述衛(wèi)星廣播的衛(wèi)星時鐘參數(shù)來確定。在一實施方案中,s40估算對確定GNSS接收器的位置或其位置變化有用的參數(shù)的步驟包括使用不在周跳影響子集中的至少一些獲得的GNSS信號的時差載波相位確定接收器的位置變化。下面與附屬說明一起的方程(5)和方程(6)將示出,對于靜態(tài)接收器,一個能夠形成通常僅僅是接收器時鐘漂移函數(shù)的任意信道的時差測量值和信道載波相位鎖定狀態(tài)(即周跳)。一旦識別出周跳,可將方程(5)應(yīng)用于來自每一個周跳空閑信道的載波相位測量值以估算接收器的天線位置變化。由于一個接收器通常具有許多用于任意給定時期的這樣的測量值,一個接收器可應(yīng)用最小二乘處理以確定最合適的位置變化和時鐘變化。在一實施方案中,如圖27的流程圖所述,除了排斥來自周跳影響GNSS信號子集的GNSS信號之外,當在步驟s40中計算這些參數(shù)時,也排斥了基于精確衛(wèi)星信息以具有不正常時鐘偏移而確定的來自這些衛(wèi)星的信號。當衛(wèi)星時鐘偏移或漂移超過基于衛(wèi)星原子時鐘穩(wěn)定性的規(guī)范的閾值時,將衛(wèi)星稱為具有不正常時鐘偏移。當使用廣播時鐘參數(shù)計算時鐘偏移的努力導(dǎo)致了殘差時鐘誤差時,當比較精確衛(wèi)星信息,其超過可接收的閾值時,也將衛(wèi)星稱為具有不正常時鐘偏移。在一實施方案中,如圖28的流程圖所示,一旦在步驟s40中已經(jīng)估算了這些參數(shù),在步驟s50中,基于這些周跳影響GNSS信號實施周跳固定。隨后,在步驟s60中,再次(用于改善這些參數(shù)的精度),估算了對確定GNSS接收器位置以及GNSS接收器時鐘偏移有用的參數(shù),至少基于已經(jīng)實施了周跳固定的一個GNSS信號,除了在如上所述的步驟s40中已經(jīng)使用的信息之外。在步驟s50中,可如下實施周跳固定。一旦懷疑載波相位測量值記錄包含周跳,隨后一個接收器必須確定所述周跳的最可能的整數(shù)值,和其實際上是周跳的概率。一種方式是簡單地將所述殘差舍入到最接近整數(shù)值并計算剩下值僅僅是噪聲的概率。然而,如果可獲得相同衛(wèi)星的另外殘差,能夠為每一個信道確定最佳整數(shù)值周跳集,使用搜索技術(shù)如在Teunissen,P.J.J.(1994),“Anewmethodforfastcarrierphaseambiguityestimation”,ProceedingofIEEEPLANS’94,LasVegas,NV,April11-15,pp.562-573中說明的內(nèi)容。一旦確定了所述整數(shù)值周跳,將他們用于糾正原有的載波相位測量值。在一實施方案中,s60對確定GNSS接收器位置或其位置變化以及GNSS接收器時鐘偏移有用的參數(shù)的再次估算利用了無電離層代碼組合(參見下面的方程(11)和附屬文字)和無電離層載波相位組合(參見下面的方程(13)和附屬文字)。在一實施方案中,如圖29的流程圖所示,s60對確定GNSS接收器位置或其位置變化以及GNSS接收器時鐘偏移有用的參數(shù)的再次估算利用了包括已經(jīng)實施周跳固定的周跳影響子集的至少一個GNSS信號的至少一些獲得的GNSS信號,但是排斥了基于精確衛(wèi)星信息而確定的以具有,超過基于衛(wèi)星原子時鐘穩(wěn)定性的規(guī)范的閾值的時鐘偏移或漂移,或超過基于將精確衛(wèi)星信息與使用廣播衛(wèi)星時鐘參數(shù)計算出的時鐘偏移相比較時的殘差時鐘誤差的閾值的時鐘偏移或漂移的,源自衛(wèi)星的GNSS信號。s60參數(shù)再次估算也利用了獲得的精確衛(wèi)星信息,如上所解釋的一樣。圖30示意性地描述了本發(fā)明一實施方案中的設(shè)備。設(shè)備100配置用于估算對確定GNSS接收器位置或其位置變化有用的參數(shù),通過實施參照圖24所述的方法。為了這樣做,設(shè)備100可包括處理單元,主存儲器,ROM(只讀存儲器)或RAM(隨機訪問存儲器),存儲裝置,輸入裝置,輸出裝置,和通信接口??偩€可包括允許在設(shè)備100的組件之間通信的路徑。處理單元可包括處理器,微處理器,或處理邏輯,其可解釋并執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令用于執(zhí)行包括步驟s10,s20,s30,s40的方法。主存儲器可包括ROM或RAM或其他類型的動態(tài)存儲裝置,其可存儲用于處理單元執(zhí)行的信息和指令。ROM可包括ROM裝置或其他類型的靜態(tài)存儲裝置,其可存儲用于處理單元的靜態(tài)信息和指令。存儲裝置可包括磁學和/或光學記錄介質(zhì)和其相應(yīng)驅(qū)動。輸入裝置可包括允許用戶輸入信息到設(shè)備的機構(gòu),如小鍵盤,鍵盤,鼠標,筆,語音識別和/或生物機構(gòu)等。輸出裝置可包括輸出信息給操作者的機構(gòu),包括顯示器,打印機,揚聲器等。通信接口可包括任意類似收發(fā)器的機構(gòu),其使得設(shè)備100能夠與其他裝置和/或系統(tǒng)(如用于獲得精確衛(wèi)星信息)通信。例如,通信接口可包括通過網(wǎng)絡(luò)與另一裝置或系統(tǒng)通信的機構(gòu)。設(shè)備100可實施此處所述的某些操作或處理。其可實施這些操作以響應(yīng)于執(zhí)行被包含在計算機可讀介質(zhì)如主存儲器,ROM,和/或存儲裝置中的軟件指令的處理單元??蓪⒂嬎銠C可讀介質(zhì)定義為物理或邏輯存儲器裝置。例如,邏輯存儲器裝置可包括在單個物理存儲器裝置或分布在多個物理存儲器裝置內(nèi)的存儲器空間。主存儲器,ROM和存儲裝置中的每一個可包括計算機可讀媒體。存儲裝置的磁學和/或光學記錄媒體(例如,可讀CD,DVD,或藍光光盤(BD))也可包括接收機可讀媒體??蓪④浖噶顝牧硪挥嬎銠C可讀介質(zhì)如存儲裝置或通過通信接口從另一裝置處,讀入主存儲器中。被包含在主存儲器中的軟件指令可使得處理單元實施此處所述的操作或處理。或者,可使用硬件電路替換或合并軟件指令以實施此處所述的處理和/或操作。因而,此處所述的實施方式不限于硬件和軟件的任意特定合并?,F(xiàn)在,讓我們進一步解釋其中已經(jīng)研發(fā)本發(fā)明的上下文以更好對其理解。不同的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)定位服務(wù),類似虛擬參考站(VRS)網(wǎng)絡(luò),單基地實時動態(tài)(RTK)糾正,海運參考站,用于精確著陸的局域增強系統(tǒng)(LAAS)等的服務(wù)提供商,典型地需要在通過一些類似無線,衛(wèi)星或IP的通信媒體的傳輸之前的GNSS測量值或糾正值的接收器自主完整性監(jiān)測(RAIM)。盡管用于RAIM的各種方法存在于文獻中(例如參見,Lee,Y.C.(1992),Receiverautonomousintegritymonitoring(RAIM)capabilityforsole-meansGPSnavigationintheoceanicphaseofflight,PositionLocationandNavigationSymposium,pp464-472;Hewitson,S.,Lee,H.K.,andWang,J.(2004),LocalizationAnalysisforGPS/GalileoReceiverAutonomousIntegrityMonitoring,JournalofNavigation,57,pp.245-259;andHewitson,S.andWang,J.(2007),GNSSReceiverAutonomousIntegrityMonitoringwithaDynamicModel,JournalofNavigation,60pp247-263)并被合并于各種GNSS產(chǎn)品中,大部分被研發(fā)用于經(jīng)典的GNSS導(dǎo)航方案。這些方案主要使用了通過導(dǎo)航廣播消息散播的偽距測量值和衛(wèi)星軌道以及時鐘信息。類似于將在一實施方案中說明的原始GNSS數(shù)據(jù)分析的更先進方法,已經(jīng)被用于Trimble基礎(chǔ)設(shè)施中,監(jiān)測方案軟件另外使用了載波相位測量值和各種頻率組合以檢測來自每一個參考接收器的GNSS測量值中的誤差。盡管能夠使用廣播衛(wèi)星星歷實現(xiàn)這些,異常值檢測等級受在計算出的衛(wèi)星位置和時鐘偏移的誤差所限制。這個能夠被改善,使用—例如—IGS超快速軌道(參見Springer,T.A.andHugentobler,U.,IGSultrarapidproductsfor(near-)real-timeapplications,PhysicsandChemistryoftheEarth,PartA:SolidEarthandGeodesy,Volume26,Issues6-8,pp.623-628),其顯著地減少了所述衛(wèi)星位置誤差。然而,在足夠高的速率或質(zhì)量時典型地無法獲得衛(wèi)星時鐘偏移用于允許短期不穩(wěn)定性的建模(也被稱為“短暫的”不穩(wěn)定性),其在GNSS衛(wèi)星時鐘中偶爾被觀測到。用于TrimbleGNSS接收器中的單基地實時動態(tài)(RTK)引擎也實施來自參考和漫游器接收器的測量值的原始數(shù)據(jù)分析。代碼載波合并和電離層殘差載波合并用于檢測和標記未被嵌入在這些接收器中的信號跟蹤固件標記的周跳。同樣,RTK引擎使用了來自參考接收器的時差L1載波相位測量值用于檢測總衛(wèi)星位置誤差和不穩(wěn)定的衛(wèi)星時鐘。僅僅使用廣播衛(wèi)星星歷或IGS超快速軌道,RTK引擎將拒絕在短期時鐘不穩(wěn)定性時期期間來自衛(wèi)星的所有測量值。不需達到高速和高質(zhì)量的衛(wèi)星時鐘偏移,這是用于RTK引擎的最佳做法,但是減少了可獲得用于模糊度求解和定位的衛(wèi)星數(shù)量?,F(xiàn)有TrimbleCenterPointRTX系統(tǒng)(TCP)(參見以上已經(jīng)提及的國際申請WO2011/034624A2,WO2011/034615A2,WO2011/034616A2,WO2011-034617A2,和WO2011/034614A2)由超過100個GNSS參考接收器和多個冗余服務(wù)器的全球網(wǎng)絡(luò)組成。TCP是實時計算精確GNSS衛(wèi)星軌道和時鐘的一些本發(fā)明實施方案所使用的系統(tǒng)的實施例。也可使用GNSS參考站的其他全球網(wǎng)絡(luò)或區(qū)域子網(wǎng)絡(luò),本發(fā)明不限于任意特定全球網(wǎng)絡(luò),或區(qū)域子網(wǎng)絡(luò)的使用。實施TCP,期望的位置和時鐘偏移的精度大約是三厘米。對于所有被跟蹤的衛(wèi)星,經(jīng)過20秒間隔通過L頻帶衛(wèi)星鏈路傳輸精確位置,而每2秒傳輸精確時鐘偏移。如果存在足夠的傳輸帶寬,可減少這些間隔。使用NTRIP標準,能夠使用TCP-IP(網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)以1Hz傳輸精確軌道和時鐘。本發(fā)明的一些實施方案提供了負責通過以1Hz訪問精確衛(wèi)星位置和時鐘偏移來估算對確定接收器位置有用的參數(shù)的模型,最終結(jié)果是衛(wèi)星時鐘不穩(wěn)定性時期的更強健處理,一般地改善了代碼和載波異常值檢測和更可靠周跳檢測和固定。對于單基地RTK參考站,直接的好處衛(wèi)星時鐘不穩(wěn)定性時期期間拒絕測量值數(shù)量的減少。計算位置的RTK引擎和用于分析原始GNSS數(shù)據(jù)的一實施方案中將說明的方法也都可能被延伸為使用TCP軌道和時鐘以確定具有增長精度的參考站位置。先前被提及作為先進方法的原始GNSS數(shù)據(jù)的分析,此后將稱作為原始數(shù)據(jù)分析方法,將在一實施方案中說明,并設(shè)計用于檢測在來自單個GNSS接收器的測量值中的異常值和載波相位周跳。當前將這個方法用于Trimble基礎(chǔ)設(shè)施軟件產(chǎn)品用于分析來自GNSS參考接收器和其中天線參考位置(ARP)的坐標典型地已知為在國際地球參考框架(ITRF)內(nèi)厘米等級的天線的測量值。將來自每一個GNSS接收器信道的偽距和載波相位測量值高通濾波,并為異常值和周跳檢查來自這些濾波器的殘差。對于基于頻帶k和調(diào)制類型m的從GNSS接收器到衛(wèi)星j的偽距和載波相位觀測值,假定以下觀測模型用于將在時期i處觀測值關(guān)聯(lián)到某些物理量:其中是在時期i的接收器到衛(wèi)星j的幾何全距c是光速Δti是在時期i的接收器時鐘誤差是在時期i的衛(wèi)星j時鐘誤差Tij是在時期i的接收器到衛(wèi)星j的對流層延遲是在時期i的頻率fk處的接收器到衛(wèi)星j的代碼電離層延遲是在時期i的頻率fk處的接收器到衛(wèi)星j的載波相位電離層延遲是在時期i的頻率fk上用于調(diào)制類型m的接收器偽距偏差是在時期i的頻率fk上用于調(diào)制類型m的衛(wèi)星j偽距偏差是在時期i的頻率fk上用于調(diào)制類型m的接收器相位偏差是在時期i的頻率fk上用于調(diào)制類型m的衛(wèi)星j相位偏差λk是頻率fk波長是在時期i的用于波長λk的接收器到衛(wèi)星j的整周模糊度項是在時期i的頻率fk上用于調(diào)制類型m的接收器到衛(wèi)星j的代碼多徑是在時期i的頻率fk上用于調(diào)制類型m的接收器到衛(wèi)星j的相位多徑是在時期i的頻率fk上接收器到衛(wèi)星j的代碼隨機噪聲項是在時期i的頻率fk上接收器到衛(wèi)星j的相位隨機噪聲項表1列出了各種GNSS所使用的一些PRN信號類型(其中QZSS代表了“準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)”)表1信號類型通過首先從方程(1)和(2)中移除幾何全距接收器時鐘誤差(Δti),衛(wèi)星時鐘誤差和對流層延遲(Tij),可能的是,使用相對簡單的兩個狀態(tài)濾波器來濾波來自每一個信道的偽距和載波相位測量值。(這將在作為方程(8)的先導(dǎo)的說明中被更完整地說明。在方程(8)后的段中,提及到了將把在方程(8)中已說明的測量值通過相對簡單的因而提供能夠被分析以檢測載波相位異常值和固定周跳的殘差的高通濾波器??蓪尉鄿y量值和被分析用于檢測偽距異常值的殘差使用相同方式。對于高通濾波器,可使用Kalman濾波器估算假定以下模型是Gauss-Markov處理的絕對狀態(tài)和時差)。根據(jù)已知GNSS天線位置計算幾何全距根據(jù)任意可獲得的星歷計算衛(wèi)星位置。根據(jù)相同星歷計算衛(wèi)星時鐘誤差計算對流層延遲Tij,例如,根據(jù)如在Niell,A.E.,Globalmappingfunctionsfortheatmospheredelayatradiowavelengths,JournalofGeophysicalResearch,1996(此處稱作為“參考文獻[2]”)中說明的模型。從方程(1)和(2)中移除幾何全距衛(wèi)星時鐘誤差和對流層延遲Tij給出:能夠如下移除接收器時鐘誤差Δti。在任意時期i,接收器時鐘誤差Δti對于來自所有衛(wèi)星的代碼和載波相位測量值是共同的并能夠以各種方式被確定,如,例如,中值,平均值,最小二乘,加權(quán)最小二乘,和Kalman濾波器?;蛘?,能夠通過差分方程(3)和(4)估算接收器時鐘誤差Δti,但是這種組合是受偽距噪聲控制的。因為原始數(shù)據(jù)分析方法的主要目的之一是載波相位周跳的檢測和修復(fù),重要的是,使用載波相位噪聲等級的精度確定接收器時鐘誤差Δti。由于載波相位模糊度,難于直接使用方程(4)來確定在任意時期的絕對接收器時鐘誤差Δti。然而,可能的是,精確確定在使用時差載波相位測量值的連續(xù)時期之間的接收器時鐘誤差變化。形成方程(2)的時差給出:其中是從時期i-1到時期i的頻率fk上用于調(diào)制類型m的接收器到衛(wèi)星j的載波相位增量是從時期i-1到時期i的接收器到衛(wèi)星j的幾何全距增量是從時期i-1到時期i的接收器時鐘誤差增量是從時期i-1到時期i的衛(wèi)星時鐘誤差增量是從時期i-1到時期i的接收器到衛(wèi)星的對流層延遲增量是從時期i-1到時期i的頻率fk上接收器到衛(wèi)星j的載波相位電離層延遲增量是從時期i-1到時期i的頻率fk上用于調(diào)整類型m的接收器相位偏差增量是從時期i-1到時期i的頻率fk上用于調(diào)整類型m的衛(wèi)星j相位偏差增量是從時期i-1到時期i的頻率fk上用于調(diào)整類型m的接收器到衛(wèi)星j的整周模糊度增量(周跳)是從時期i-1到時期i的頻率fk上用于調(diào)整類型m的接收器到衛(wèi)星j的相位多徑增量是從時期i-1到時期i的頻率fk上用于調(diào)整類型m的接收器到衛(wèi)星j的載波相位增量噪聲一般地,使用以1Hz或更高的時期更新速率由一個參考接收器所采集的數(shù)據(jù)實施原始數(shù)據(jù)分析方法。當在連續(xù)時期之間的間隔小于或等于一秒時,在方程(5)中的許多項將有效地取消。檢查這個方程中的每一個項導(dǎo)致下列結(jié)論:●在大多環(huán)境中,根據(jù)廣播星歷計算的接收器到衛(wèi)星的幾何全距增量項的誤差不超過±3米/秒(Peyton,D.R.(1990).Aninvestigationintoaccelerationdeterminationforairbornegravimetryusingtheglobalpositioningsystem.UniversityofNewBrunswick.Frederiction:UniversityofNewBrunswick,這里稱作為“參考文獻[3]”)。●對于GPS衛(wèi)星,使用具有在廣播星歷消息中提供的系數(shù)的二階多項式,能夠計算時鐘誤差。這種參數(shù)化的精度較大地依靠于用于控制衛(wèi)星時鐘計時的原子頻率標準的長期和短期穩(wěn)定性二者。典型地,GNSS衛(wèi)星使用具有在10-11到10-14數(shù)秒/秒范圍中長期穩(wěn)定性的原子時鐘。短期穩(wěn)定性,如由時鐘的Allan方差所確定的,在以下參考文獻中被給出:Hesselbarth,A.,&Wanninger,L.,Short-termstabilityofGNSSsatelliteclocksanditseffectsonprecisepointpositioning,DresdenUniversityofTechnology,GeodeticInstitute,Dresden,Germany:DresdenUniversityofTechnology,2008(這里稱作為“參考文獻[4]”)。因此,期望的是,根據(jù)廣播星歷計算的衛(wèi)星時鐘誤差增量項的誤差,將不超過數(shù)毫米?!褚话愕?,根據(jù)經(jīng)驗?zāi)P陀嬎愕膶α鲗友舆t的殘差誤差不超過在被映射到視線的頂點處整個延遲的20%。而且,典型地,在頂點的殘差誤差的變化速率不超過大約1厘米/小時。即使當將這個誤差映射到視線,其將仍舊是亞毫米的并因此能夠忽略接收器到衛(wèi)星的對流層延遲增量項●在平靜的太空氣象活動期間,能夠?qū)㈦婋x層延遲考慮為在至少數(shù)分鐘時期上是不變的并使得接收器到衛(wèi)星的載波相位電離層延遲增量項通常是可以忽略的?!衿谕邮掌骱托l(wèi)星的載波相位偏差在相當長的時期上保留不變,因此偏差增量項和在至少數(shù)分鐘的間隔上應(yīng)有效為零。●根據(jù)Wanninger,L.a.,CarrierphasemultipathcalibrationofGPSreferencestations,SaltLakeCity:InstituteofNavigation,2000(此處稱作為“參考文獻[5]”),基于在GNSS天線和反射器之間的距離(即,在GNSS接收器天線和多徑源之間,也就是使得附加信號被接收器跟蹤的反射源),在載波相位多徑中的主要時間周期分布在10到45分鐘。因此,載波相位多徑增量項應(yīng)為—如果非零—至少大幅度減少??紤]以上內(nèi)容,得到下面用于時差載波相位觀測值的方程:如上所述,方程(6)假定平靜的太空氣象和對于從方程(5)消除的項足夠長的時間變量。在激烈的電離層活動和特別地電離層閃爍活動時期期間,電離層延遲增量可能是重要的。另外,一些GNSS衛(wèi)星所使用的時鐘偶爾展現(xiàn)具有增加漂移的短期不穩(wěn)定性,例如,在10-10和10-9數(shù)秒/秒。然而,一般地,方程(6)在大多環(huán)境下是有效的,能夠?qū)⑷我鈿埐钫`差包括于噪聲項。在包含了其中未發(fā)生任何周跳的四個小時時期的來自GPS衛(wèi)星PRN32(GPS-32)的單差(時間)和雙重差分(時間/衛(wèi)星)L1C/A載波相位測量值的時間序列的圖1和圖2中描述了這個陳述的有效性。從來自GPS-16的時間單差中減去來自GPS-32的時間單差消除了在方程(6)中的接收器時鐘誤差增量項在不存在周跳時,圖2中的時間序列應(yīng)代表了與成比例的方程(6)中的期望噪聲項。方程(6)提供了使用數(shù)毫米的RMS誤差估算在兩個連續(xù)時期之間的接收器時鐘誤差增量的機制。一個可能是,使用來自所有衛(wèi)星的載波相位增量測量值的簡單平均值,頻率和調(diào)制類型用于估算在每一個時期的平均接收器時鐘誤差增量。然而,在將測量值包含到平均值之前,注意力不得不轉(zhuǎn)向檢測周跳。原始數(shù)據(jù)分析方法使用了兩個步驟的處理。在第一步驟中,使用來自接收器未檢測到周跳的所有信道的載波相位增量測量值,計算中值接收器時鐘誤差增量。這能夠進行,因為一般地,中值估算器在如周跳的不連續(xù)性的出現(xiàn)中是更健壯的。在第二步驟中,將相對于中值估算不是異常值的載波相位增量測量值的簡單平均值用于計算相對于先前時期的最終接收器時鐘誤差增量。返回到方程(3)和(4),其需要的是一種估算在每一個時期i的接收器時鐘誤差的手段。然而,為了周跳檢測的估算,絕對接收器時鐘誤差沒有在先前和當前載波相位測量值的時期之間的接收器時鐘誤差增量一樣重要。因此,通過整合來自每一個時期的平均接收器時鐘誤差增量來構(gòu)建接收器時鐘誤差的估算就足夠了,如下:其中是基于載波相位在時期i處的接收器時鐘誤差Δt0是在時期0處的接收器時鐘誤差是使用從時期i-1到時期i的載波相位增量估算的平均接收器時鐘誤差增量在時期0處的接收器時鐘誤差能夠根據(jù)來自相同時期的所有偽距測量值的平均值被計算出或能夠簡單地被假設(shè)為零。將方程(7)代入方程(4)中并隨后消除接收器時鐘誤差最終給出:符號的使用指示了在方程(8)中的左手項不同于方程(4)中的左手項。這是因為已經(jīng)使用方程(7)估算并隨后消除了接收器時鐘項。換句話說:一旦從方程(4)中消除了幾何全距,接收器和衛(wèi)星時鐘誤差和對流層延遲,能夠?qū)碜悦恳粋€接收器信道的載波相位測量值通過相對簡單的高通濾波器,得到的殘差被分析用來檢測異常值和固定載波相位周跳。為了這個目的,原始數(shù)據(jù)分析方法使用Kalman濾波器估算假設(shè)以下模型是Gauss-Markov處理的絕對狀態(tài)和時間導(dǎo)數(shù)。當原始數(shù)據(jù)分析方法識別出在特定信道上的可能周跳時,隨后其視圖恢復(fù)載波相位周跳的整周本質(zhì)。然而,當僅僅考慮來自單個信道的殘差時,這可能是困難的。因而,形成了共享共同衛(wèi)星的信道殘差的各種線性合并以改善成功整周恢復(fù)的概率。例如,通過使用來自相同衛(wèi)星的兩個信道跟蹤GPSL1和L2的殘差形成無電離層組合,能夠消除在方程(8)中的電離層延遲項一般地,方程(8)的濾波得到良好的結(jié)果,但是在這個模型中內(nèi)在的一些假設(shè)不總是保真。特別地,兩個問題能夠?qū)е轮芴腻e誤檢測和/或不正確周跳固定。如先前章節(jié)所提及的一樣,因為電子密度不規(guī)則的電離層閃爍能夠?qū)е翯NSS信號的深度衰退和在方程(4)和(8)中電離層延遲項的快速波動。圖3和圖4包含了示出在2011年1月19日電離層閃爍事件期間在加拿大西北地區(qū)劍橋灣中的跟蹤站采集的來自GPS-25的L1-C/A和L2-P載波測量值的變化率的繪圖。L1-C/A和L2-P載波相位增量時間序列的取差消除了來自方程(5)的任意頻率無關(guān)項,如下:消除具有長時間常數(shù)的任意項:方程(9)示出了在L1-C/A和L2-P載波相位增量測量值之間的差將—當存在周跳時—僅僅是電離層延遲的變化率的函數(shù)。圖5包含了這個用于GPS-25的時間序列的繪圖。這清楚地示出了在L1-C/A和L2-P載波相位測量值中的高變化率可能是因為電離層閃爍。除了電離層閃爍之外,能夠使得方程(8)無效的其他問題是由各個GNSS衛(wèi)星所使用的原子頻率標準中的不期望的不穩(wěn)定性。有時,GPS和GLONASS衛(wèi)星的時鐘都看起來展現(xiàn)了出離標準的行為。其一個極端的實施例是在2010年10月24日被標記為不良的GLONASS-07。圖6,圖7和圖8包含了來自2010年8月17日用于GLONASS-07的L1-C/A,L1-P,和L2-P載波相位增量測量值的繪圖。將這三個時間序列與圖1中的時間序列進行的比較清楚地指示了GLONASS-07的問題(因為圖6,圖7和圖8每一個中的三個異常值)。然而,在這種情況中,L1-C/A和L1-P(圖9),L1-C/A和L2-P(圖10)或L1-P和L2-P(圖11)載波相位增量測量值的取差指示了,這個問題與電離層干擾無關(guān),但是的確必須來自當形成一個衛(wèi)星共有的信道之間差時取消的頻率無關(guān)項之一?;貋韰⒖挤匠?5)和后續(xù)討論內(nèi)容,最可能的候補是接收器和衛(wèi)星時鐘誤差增量。在GLONASS-07和GLONASS-22(圖12,圖13和圖14)之間的雙重差分(時間/太空交通工具)時間序列(方程(5)是用于一個衛(wèi)星的時間上的簡單差分;如果一個減去來自第二衛(wèi)星的時間上的簡單差分,獲得了在時間和衛(wèi)星上的雙重差分)的形成消除了其是接收器時鐘問題的可能性,因為在這個組合中取消了接收器時鐘誤差而不取消衛(wèi)星時鐘誤差。然而,在來自兩個站的L1-C/A,L1-P和L2-P載波相位增量測量值之間的雙重差分的形成取消了衛(wèi)星時鐘誤差。如圖15,圖16和圖17中所示,已經(jīng)消除了在載波相位增量測量值中的快速起伏,這些起伏因此是由于衛(wèi)星時鐘的不穩(wěn)定性。除了電離層閃爍和衛(wèi)星時鐘不穩(wěn)定性之外,接收器到衛(wèi)星幾何全距的誤差能夠?qū)е掠糜诋惓V禉z測和周跳固定的簡單高通濾波器的差性能。以下模型假設(shè)參考接收器ARP總是靜態(tài)的,ARP的坐標精確到ITRF中的數(shù)米。一般地,所述模型能夠容忍在接收器天線位置中達到10米的誤差,但是其不能處理在所述位置中的突發(fā)變化。類似地,所述模型能夠容忍在衛(wèi)星軌道中的常在誤差,但是其不能處理不符合以下力量模型的位置中的突發(fā)變化。在所述的原始數(shù)據(jù)分析方法中,或根據(jù)廣播星歷或根據(jù)從國際GNSS服務(wù)(IGS)可獲得的超快速精確星歷確定了衛(wèi)星位置。根據(jù)從國際GNSS服務(wù):http://igscb.jpl.nasa.gov/components/prods.html處,2011年6月26日取回的,2009年7月17日的2009年的IGS產(chǎn)品,當GPS廣播星歷用于計算衛(wèi)星位置時,在X,Y和Z中的IDRMS誤差是~100厘米,而使用超快速精確星歷,這被減小到大約5厘米。對于GLONASS衛(wèi)星,期望的是,通過比較于GPS的三個(3)中的一個因素,將廣播星歷的精度變差(Wanninger,L.,&Wallstab-Freitag,S.,CombinedprocessingofGPS,GLONASSandSBAScodephaseandcarrierphasemeasurements,InstitudeofNavigation,FortWorth,Texas:ProceedingsIONGNSS2007,這里稱作為“參考文獻[6]”)?,F(xiàn)在讓我們更具體地說明本發(fā)明的一些實施方案?,F(xiàn)有的TCP系統(tǒng)由超過100個GNSS參考接收器和多個實時計算精確GNSS衛(wèi)星軌道和時鐘的冗余服務(wù)器的全球網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。這些位置和時鐘偏移的期望精度是大約4厘米。對于所有被跟蹤的衛(wèi)星,以20秒間隔從服務(wù)器處傳送精確位置,而每2秒傳送精確時鐘偏移。如已經(jīng)提及的一樣,可使用更短的時間間隔。使用NTRIP,能夠以1Hz傳送這些精確的軌道和時鐘。使用這些數(shù)據(jù)流,將可能的是,結(jié)合先前已述的原始數(shù)據(jù)分析方法使用偽距測量值或參考站ARP的精確單點定位(PPP)來實施單點定位。以這種方式,可能檢測到在靜態(tài)參考站ARP坐標中的誤差,或原始數(shù)據(jù)分析方法甚至可能被延伸到處理非靜態(tài)GNSS接收器。甚至在沒有附加的單點定位時,以1Hz的TCP數(shù)據(jù)流的可獲得性將確保了衛(wèi)星時鐘不穩(wěn)定性時期的更健壯處理,對代碼和載波異常值檢測的改善,和一般地更可靠的周跳檢測和固定。單個信道周跳檢測和組合信道周跳固定(可用心閱讀此章節(jié),特別地,圖22-30中的步驟s30)原始數(shù)據(jù)分析方法使用了單個信道周跳檢測和組合信道周跳固定。如上所述,這種方式具有的主要問題是在GNSS衛(wèi)星時鐘中的偶爾不穩(wěn)定性和電離層閃爍。電離層閃爍的影響被局部化并且不能從稀疏全球網(wǎng)絡(luò)內(nèi)插或外推。然而,TCP數(shù)據(jù)流提供了具有典型地好過1厘米的精度的衛(wèi)星時鐘偏移估算—完全在衛(wèi)星時鐘的期望噪聲等級之下。使用TCP數(shù)據(jù),當使用方程(4)或一些導(dǎo)出的組合時,好于根據(jù)廣播模型預(yù)測的時鐘誤差,衛(wèi)星時鐘偏移估算極大地減少了周跳的錯誤檢測和/或不正確周跳固定的概率。這種方式的其他問題是,其依賴于對接收器和衛(wèi)星ARP的在周跳檢測/固定間隔,或更具體地,在精確增量范圍上的位置的精確了解。在靜態(tài)情況中,如果已知接收器的ARP達到足夠精度(數(shù)米),可獲得精確衛(wèi)星位置用于兩個時期(即,在檢測到周跳的間隔的開始和結(jié)束處的時期),能夠?qū)⒃隽糠秶紤]為精確已知。然而,在運動情況中,在沒有對接收器ARP位置變化了解時,不能可靠地固定周跳。如果為接收器或天線裝配有能夠用于估算位置變化的另一傳感器,例如,慣性測量單元(IMU),隨后可能的是,將增量范圍確定到足夠精度?;蛘?,在初步周跳檢測步驟之后使用時差載波相位測量值可確定ARP位置變化。假設(shè)在所述時間間隔之間可獲得足夠的非跳動載波相位測量值,因而計算的位置變化將隨后被用于固定任意檢測到的周跳。使用具有精確軌道和時鐘的無電離層代碼的位置監(jiān)視和代碼質(zhì)量評估(可用心閱讀此章節(jié),特別地,圖22-23和圖28-29中的步驟s60)檢測在靜態(tài)參考站ARP坐標中的誤差的一個可能方案將是運行使用無電離層偽距測量值和精確衛(wèi)星信息的自主方案??蔀橐粋€時期使用來自這個時期可獲得的所有衛(wèi)星的偽距測量值來計算自主方案。這也可能被成為導(dǎo)航方案。能夠形成無電離層偽距組合,例如,使用來自相同GPS衛(wèi)星的兩個信道跟蹤L1-C/A和L2-P的偽距測量值。具有和其中是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的無電離層偽距是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的L1-C/A偽距是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的L2-P偽距是GPSL1信號的頻率(平方)是GPSL2信號的頻率(平方)是使用TCP精確軌道計算的在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的距離是使用TCP時鐘計算的在時期i處的衛(wèi)星j的時鐘誤差是在時期i處的接收器的無電離層偽距偏差是在時期i處的衛(wèi)星j的無電離層偽距偏差是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的糾正是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的無電離層偽距多徑是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的無電離層偽距隨機噪聲在方程(10)中的新項是能夠被用來改善具有偽距測量值的單點定位精度的糾正值的和。這些包括了接收器和衛(wèi)星天線相位中心偏移和變化以及歸因于固體潮和海洋潮汐負荷的站點位移。至少,天線偏移和固體潮位移應(yīng)被考慮。TCP衛(wèi)星時鐘誤差是基于無電離層組合,其表示為能夠忽略在方程(10)中的衛(wèi)星偏差項另外,能夠?qū)⒔邮掌鲿r鐘誤差Δti和接收器偏差項一起集總成一項??紤]到這些,得到了用于無電離層偽距測量值的下列數(shù)學模型:其中Δtib是在時期i處的接收器時鐘誤差和無電離層偽距偏差假設(shè)使用如先前提及的Niell模型(參考文獻[2])的經(jīng)驗?zāi)P妥阋源_定對流層延遲項,則在方程(11)中僅僅未知的是接收器ARP,接收器時鐘/偏移項Δtib,和用于每一個衛(wèi)星的無電離層偽距多徑使用設(shè)計用來估算ARP和接收器時鐘誤差/偏移的Kalman濾波器,應(yīng)當可能的是,使用無電離層代碼和精確軌道和時鐘來將ARP坐標估算到米的等級精度。圖18示出了由與3的因子成比例的相關(guān)標準偏差限定的這樣濾波器所估算自主位置的東,北和垂直誤差。當使用濾波器估算位置矢量(3×1)時,總是獲得了相關(guān)的協(xié)方差矩陣(3×3)。通過采用所述協(xié)方差矩陣的相應(yīng)對角元素的平方根,一個能夠獲得所述位置矢量的一個組件的標準偏差。這個術(shù)語“sigma”與標準偏差同義。使用具有精確軌道和時鐘信息的無電離層載波相位的位置監(jiān)視,載波相位質(zhì)量評估和周跳檢測(也可用心閱讀此章節(jié),特別地,圖22-23和圖28-29中的步驟s60)能夠以與偽距非常相同的方式使用無電離層載波相位以監(jiān)視參考站位置而具有非常高的精度。例如,使用來自相同GPS衛(wèi)星的兩個信道跟蹤L1-C/A和L2-P的載波相位測量值,能夠形成無電離層載波相位。具有和其中是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的無電離層載波相位是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的L1-C/A載波相位是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的L2-P載波相位是在時期i處的接收器的無電離層載波相位偏差是在時期i處的衛(wèi)星j的無電離層載波相位偏差是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的無電離層載波相位模糊度是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的無電離層載波相位多徑是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的無電離層載波相位隨機噪聲當使用無電離層偽距數(shù)學模型時,能夠忽略在方程(12)中的衛(wèi)星偏差項另外,能夠?qū)⒔邮掌鲿r鐘誤差Δti和接收器偏差項一起集總成一項。考慮到這些,得到了用于無電離層載波測量值的下列數(shù)學模型:其中Δtib是在時期i處的接收器時鐘誤差和無電離層載波相位偏差為了最可能好地確定ARP高度,通常必要的是,估算在用于對流層延遲的模型中的殘差誤差。一個方式可能是使用在頂點的總延遲和依賴仰角映射函數(shù)替換在方程(13)中的視線對流層延遲項Tij。然而,一般地,較好地對流層延遲模型提供了干濕頂點延遲和用于每一個的映射函數(shù)。由于在對流層延遲模型中的大部分誤差來自濕的成分,更好的方式是估算在頂點延遲的濕的成分中的殘差誤差。重寫方程(13)以容納這種方式:其中Md是干映射函數(shù)(參見參考文獻[2])是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的仰角Zdi是在時期i處的在頂點處的干對流層延遲Mw是濕映射函數(shù)Zwi是在時期i處的在頂點處的濕對流層延遲ΔZwi是在時期i處的在頂點處的濕對流層延遲中的殘差誤差如先前所述,從選擇的對流層延遲模型(如,Niell(1996),即參考文獻[2])獲得頂點延遲和映射函數(shù)。在方程(14)中未知的是接收器ARP接收器時鐘/偏差項(Δtib),在濕頂點延遲中的殘差誤差(ΔZwi),無電離層載波相位模糊度和無電離層載波相位多徑使用設(shè)計合適的Kalman濾波器,ARP坐標能夠輕易地被估算為厘米精度。然而,當僅僅處理無電離層載波相位測量值時,不可能的是,確定用于以下L1-C/A和L2-P模糊度的整周值,意為固定模糊度的方案將是不可能的,到厘米精度的收斂時間將典型地變慢。為了參考站點位置的監(jiān)視,收斂時間通常僅僅是一個問題,如果存在歸因于在來自所有衛(wèi)星的測量值中的長通信損耗或周跳的頻繁濾波器完全重設(shè)。圖19示出了由設(shè)計用來估算在方程(14)中所有未知項的Kalman濾波器所估算的ARP坐標的東,北和上的誤差和3個sigma誤差限制。在啟動之后兩個小時,期望的3個sigma的東,北和上的誤差分別是19,38和54毫米。在啟動之后四個小時,期望的3個sigma已經(jīng)分別下降到14,15和28毫米。窄巷代碼多徑監(jiān)視和寬巷載波相位周跳檢測(可用心閱讀此章節(jié),特別地,圖22-30中的步驟s30)除了精確衛(wèi)星軌道和時鐘之外,TCP數(shù)據(jù)流也包含了用于每一個衛(wèi)星的偽距偏差。能夠結(jié)合公知的Melbourne-Wubbena(Melbourne,W.(1985).ThecaseforranginginGPSbasedgeodeticsystems.Proceedingsof1stInternationalSymposiumonPrecisePositioningwiththeGlobalPositioningSystem.Rockville,Maryland:U.S.DepartmentofCommerce,這里稱作為參考文獻[7])偽距/載波相位組合使用這些以估算寬巷載波相位模糊度,檢測窄巷代碼異常值和多徑并檢測寬巷載波相位周跳。能夠形成窄巷代碼組合,例如,使用GPSL1-C/A和GPSL2-P偽距測量值如下:其中是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的窄巷代碼觀測值是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的窄巷代碼電離層延遲是在時期i處的接收器的窄巷代碼偏差是在時期i處的衛(wèi)星j的窄巷代碼偏差是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的窄巷代碼多徑是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的窄巷代碼隨機噪聲項例如,能夠形成寬巷載波相位組合,使用GPSL1-C/A和GPSL2-P載波相位測量值如下:其中是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位觀測值λΔ=(1/λL1-1/λL2)是寬巷波長(用于GPS的~0.862米)是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位電離層延遲是在時期i處的接收器的寬巷載波相位偏差是在時期i處的衛(wèi)星j的寬巷載波相位偏差是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位模糊度是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位多徑是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位隨機噪聲項通過從寬巷載波相位組合處減去窄巷代碼組合形成了所述Melbourne-Wubbena組合。這種組合的特殊有用的特征是,寬巷載波相位電離層延遲相同于窄巷代碼電離層延遲并因此取消。這對于導(dǎo)出方程(17)的幾何全距,時鐘誤差和對流層延遲也成立。其中是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位—窄巷代碼是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位—窄巷代碼多徑是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位/窄巷代碼噪聲包括在TCP數(shù)據(jù)流中的用于每一個衛(wèi)星的偽距實際上是寬巷載波相位和窄巷代碼偏差之間的差。將寬巷載波相位和窄巷代碼偏差項合并得到下面的數(shù)學模型:其中是在時期i處的接收器寬巷載波相位/窄巷代碼偏差是在時期i處的衛(wèi)星j的寬巷載波相位/窄巷代碼偏差的TCP估算在方程(18)中未知項是寬巷載波相位模糊度,組合的接收器偏差和組合的多徑。估算未知項的一個方式可能是使用同時估算接收器偏差和模糊度和所有跟蹤衛(wèi)星的多徑的設(shè)計合適的Kalman濾波器。這種方式的缺點是具有1+2N給定大小的相當大的狀態(tài)矢量,其中N是跟蹤衛(wèi)星的數(shù)量?;蛘撸ㄟ^形成在兩個衛(wèi)星之間的單差因而恢復(fù)寬巷模糊度的整周本質(zhì),可消除接收器偏差。使用這種方式,使用用于估算單差模糊度和多徑的設(shè)計合適的兩個狀態(tài)Kalman濾波器,可分別處理來自每一個衛(wèi)星的Melbourne-Wubbena觀測值。如果寬巷模糊度的浮點估算足夠,能夠?qū)捪锬:群徒邮掌髌詈喜橐粋€未知項,將方程(18)重寫如下:其中是在時期i處的接收器到衛(wèi)星j的寬巷載波相位浮點模糊度在方程(19)中的未知項是合并的寬巷模糊度/接收器偏差和多徑。能夠?qū)⒃O(shè)計合適的Kalman濾波器用于估算每一個衛(wèi)星的這兩個狀態(tài)。盡管不能為絕對寬巷模糊度解出整周值,在相對長時間間隔上的浮點寬巷模糊度(周跳)的變化應(yīng)接近整周,因為接收器偏差一般具有長的時間常數(shù)。圖20和圖21包含了來自GPS-11和GLONASS-01的Melbourne-Wubbena觀測值組合的樣本繪圖。機理通過形成各種無幾何測量值的組合,可能的是,檢測來自靜態(tài)或移動GNSS接收器的載波相位測量值中的周跳。Melbourne-Wubbena組合(方程(17))和電離層殘差組合(方程(9))特別用于這個目的。對于移動GNSS接收器,困難的是,同時確定整周周跳值和位置變化。假設(shè)存在足夠的無周跳衛(wèi)星,然而,可能的是,確定使用僅僅使用無周跳衛(wèi)星的時差載波相位(方程(5))的漫游器位置的變化。一旦已經(jīng)確定了漫游器位置的變化,能夠為使用方程(8)的剩余衛(wèi)星和先前所述方法確定整周周跳值。下一步,如果需要,能夠使用所有可獲得的衛(wèi)星重計算漫游器位置變化的變化?;蛘撸褂脽o電離層代碼(方程(11))和載波相位(方程(13))能夠計算絕對漫游器位置。對于每一個時期,用于靜態(tài)或運動接收器/天線的一般情況的一個實施方案中的機理如下(圖22):●獲得來自所有信道的時期GNSS測量值(步驟s10);●獲得精確衛(wèi)星位置和時鐘偏移(步驟s20);●使用無幾何載波相位和代碼載波組合檢測周跳(如,電離層殘差載波相位(方程(9)),Melbourne-Wubbena代碼載波(方程(17)))(步驟s30);●使用來自無周跳衛(wèi)星的時分載波相位(方程(5))計算來自先前時期的接收器ARP位置變化(步驟s40);●試圖單信道周跳固定(步驟s50);●使用無電離層代碼(方程11)和載波相位測量值(方程13)計算接收器ARP位置和時鐘偏移(步驟s60);●代碼和載波相位測量值的質(zhì)量分析。例如參見Baarda,W.(1968)“Atestingprocedureforuseingeodeticnetwork”,PublicationsonGeodesy(Vol.2Nr.5),Leppakoski,H,Kuueniemi,H,andTakala,J,2006,“RAIMandcomplementaryKalmanfilteringforGNSSRealiabilityEnhancement”,TempereUniversityofTechnology,Finland(步驟s70);用于靜態(tài)接收器/天線的一個實施方案中的機理如下(圖23):●獲得來自所有信道的時期GNSS測量值(步驟s10);●獲得精確衛(wèi)星位置和時鐘偏移(步驟s20);●單個信道周跳檢測(步驟s30);●使用來自無周跳衛(wèi)星的時分載波相位計算來自先前時期的接收器ARP位置變化(步驟s40);●驗證靜態(tài)ARP(步驟s45)(也可以將這個步驟作為異常值檢測步驟。所述假設(shè)是接收器未移動,將針對這個假設(shè)再次測試計算的位置變化);●試圖單信道周跳固定(步驟s50);●使用無電離層代碼和載波相位測量值計算接收器ARP位置和時鐘偏移(步驟s60);●代碼和載波相位測量值的質(zhì)量分析(步驟s70);通過計算機程序的手段可實施任意上述方法和他們的實施方案??蓪⑺鲇嬎銠C程序裝載到如上所述的設(shè)備,漫游器,接收器或網(wǎng)站。因此,本發(fā)明也涉及一種計算機程序,其在被執(zhí)行在如上所述的設(shè)備,漫游器,接收器或網(wǎng)站上時,執(zhí)行了任意一個以上上述的方法和他們的實施方案。本發(fā)明也涉及一種包括上述計算機程序的計算機可讀介質(zhì)或計算機程序產(chǎn)品。例如,所述計算機可讀介質(zhì)或計算機程序產(chǎn)品可以是磁帶,光學存儲器磁盤,磁盤,磁光盤,CDROM,CD,DVD,BD,閃存單元等,其中永久或臨時地存儲所述計算機程序。本發(fā)明也涉及一種具有用于執(zhí)行任一本發(fā)明方法的計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)(或涉及一種計算機程序產(chǎn)品)。本發(fā)明也涉及一種適合被安裝在已經(jīng)在所述領(lǐng)域中的接收器上的固件更新,即,被傳遞到作為計算機程序產(chǎn)品的領(lǐng)域的計算機程序。這應(yīng)用于每一個上述方法和設(shè)備。GNSS接收器可包括天線,配置用于接收由衛(wèi)星廣播的頻率處的信號,RF(射頻)模塊(用于信號選擇,放大和檢測),處理器單元,一個或多個精確時鐘(如晶體振蕩器),一個或多個計算機處理單元(CPU),一個或多個存儲器單元(RAM,ROM,閃存等),和用于將位置信息顯示給用戶的顯示器。在術(shù)語“接收器”,“濾波器”,“處理元件”等在這里被用作設(shè)備的單元之處,關(guān)于單元的這些構(gòu)成部分可能是如何分布的未做出限制。即,可以將單元的構(gòu)成部分分布在不同的帶來預(yù)期功能的軟件或硬件組件或裝置中。而且,可以將這些單元聚集在一起以通過合并,單個單元的手段實施他們的功能。例如,可以將接收器,濾波器和處理元件合并以形成單個單元來實施這些單元的合并的功能性。可使用硬件,軟件,硬件和軟件的組合,預(yù)編程的ASIC(特定用途集成電路)等實施上述單元。單元可包括計算機處理單元(CPU),存儲單元,輸入/輸出(I/O)單元,網(wǎng)絡(luò)連接單元等。盡管已經(jīng)基于具體實施例說明了本發(fā)明,這些具體實施例僅僅用于為技術(shù)人員提供更好的理解,并不打算用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍更愿由附屬權(quán)利要求限定。