一種基于浮空器基準站的差分增強方法
【專利說明】一種基于浮空器基準站的差分増強方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于浮空器基準站的差分增強系統(tǒng) 及方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 隨著衛(wèi)星導航應用越來越廣泛，單純依賴GNSS(GlobalNavigationSatellite System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）已經(jīng)無法滿足人們對于應用高精度的需求。
[0003] 為提升導航定位時定位精度，減小衛(wèi)星導航信號中測量誤差是可行的措施之一， 而差分GNSS是一種應用廣泛并且又行之有效地降低甚至消除測量誤差的方法。傳統(tǒng)的地 基局域差分系統(tǒng)選擇將基準站建立在離地面幾十米的高樓上，而對視線范圍內(nèi)的流動站用 戶提供差分服務。
[0004] 上述存在三方面的問題：第一、空中流動站與地面基準站的對流層延遲差異大，在 衛(wèi)星仰角較低的情形下，兩站對流層延遲更是在兩個數(shù)量級上，通過差分無法有效消除該 對流層誤差，傳統(tǒng)差分系統(tǒng)不適用于空域流動站；第二、在深山區(qū)、海平面上、沙漠地區(qū)、城 市峽谷地區(qū)，由于地形復雜、氣候惡劣，這些地區(qū)不適合布設地基基準站，導致無法利用傳 統(tǒng)的差分定位方法為該區(qū)域流動站提供高精度定位服務；第三、地基基準站覆蓋范圍較小， 如果要為較大區(qū)域提供差分服務，需布設大量的基準站，增加了系統(tǒng)構(gòu)建成本。
[0005] 目前，鑒于用戶對高精度應用需求的增加和傳統(tǒng)差分系統(tǒng)存在的問題，一種不同 于傳統(tǒng)差分系統(tǒng)的構(gòu)建顯得尤為迫切。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于浮空器基準站的差分增強系統(tǒng)，克服傳 統(tǒng)地基基準站存在的弊端，提升全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)導航定位精度。
[0007] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種基于浮空器基準站的差分增強系統(tǒng)，上述系統(tǒng) 包括浮空器基準站、流動站、GNSS;其中，上述GNSS播發(fā)衛(wèi)星導航信號，上述浮空器基準站 和流動站接收上述衛(wèi)星導航信號；上述浮空器基準站和流動站測算各自距海平面的高度， 并實時測算導航衛(wèi)星到浮空器和流動站的對流層延遲值；上述浮空器基準站廣播差分校 正信息，上述差分校正信息為浮空器基準站接收到的衛(wèi)星導航信號和測算到的對流層延遲 值；上述流動站根據(jù)接收到的衛(wèi)星導航信號和上述差分校正信息進行差分定位解算獲得位 置信息。
[0008] 優(yōu)選地，上述浮空器基準站包括第一GNSS信號接收模塊、差分校正信息發(fā)射模 塊、第一測高模塊、第一對流層延遲估計模塊；其中，上述第一GNSS信號接收模塊跟蹤監(jiān)測 GNSS播發(fā)衛(wèi)星導航信號，獲得連續(xù)的衛(wèi)星導航信號并發(fā)送；上述差分校正信息發(fā)射模塊和 第一對流層延遲估計模塊接收衛(wèi)星導航信號；上述第一測高模塊實時測算浮空器基準站高 度，并將高度值發(fā)送給上述第一對流層延遲估計模塊；上述第一對流層延遲估計模塊根據(jù) 衛(wèi)星導航信號和高度值測算每個導航衛(wèi)星到浮空器基準站的對流層延遲值并發(fā)送給發(fā)射 模塊；上述差分校正信息發(fā)射模塊接收上述對流層延遲值并在球形區(qū)域為廣播。
[0009] 優(yōu)選地，上述流動站包括第二GNSS信號接收模塊、浮空器基準站信息接收模塊、 第二測高模塊、第二對流層延遲估計模塊，差分定位解算模塊；其中，上述第二GNSS信號接 收模塊跟蹤監(jiān)測GNSS播發(fā)衛(wèi)星導航信號，獲得連續(xù)的衛(wèi)星導航信號并發(fā)送；第二對流層延 遲估計模塊接收衛(wèi)星導航信號；上述第二測高模塊實時測算流動站的高度，并將高度值發(fā) 送給上述第二對流層延遲估計模塊；上述第二對流層延遲估計模塊根據(jù)衛(wèi)星導航信號和高 度值測算每個導航衛(wèi)星到流動站的對流層延遲值并發(fā)送至上述差分定位解算模塊；上述浮 空器基準站信息接收模塊接收上述浮空器基準站發(fā)射模塊廣播的差分校正信息并發(fā)送；上 述差分定位解算模塊接收所述浮空器基準站發(fā)射模塊廣播的差分校正信息和接收的衛(wèi)星 導航信號，獲得所述流動站位置信息。
[0010] 優(yōu)選地，上述第一測高模塊和第二測高模塊、對流層延遲估計模塊，根據(jù)大氣參數(shù) 計算多個GNSS導航衛(wèi)星到浮空器基準站和流動站的對流層延遲誤差估計量。
[0011] 優(yōu)選地，上述第一測高模塊和第二測高模塊可以采用雷達高度計或者氣壓高度 計。
[0012] 優(yōu)選地，上述差分定位解算模塊，根據(jù)對流層延遲誤差估計量修正對流層延遲誤 差。
[0013] 優(yōu)選地，上述浮空器基準站為速度小于15km/h的浮空器。
[0014] 優(yōu)選地，上述流動站為高空無人機、低軌道通信輔助衛(wèi)星、非基準站浮空器、普通 民航客機、航拍飛行器、機動車、手持移動終端、遠洋船只或者海洋工作平臺。
[0015] 本發(fā)明還提供一種基于浮空器基準站的差分增強方法，上述GNSS播發(fā)衛(wèi)星導航 信號，上述浮空器基準站和流動站接收上述衛(wèi)星導航信號；上述浮空器基準站和流動站測 算各自距海平面的高度，并實時測算導航衛(wèi)星到浮空器基準站和流動站的對流層延遲值； 上述浮空器基準站通過差分校正廣播信息，上述信息為浮空器基準站接收到的衛(wèi)星導航信 號和測算到的對流層延遲值；上述流動站根據(jù)接收到的衛(wèi)星導航信號和上述廣播信息進行 差分定位解算獲得位置信息。
[0016] 區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述差分增強系統(tǒng)，流動站和浮空器基準站通過對衛(wèi)星導航信 號跟蹤監(jiān)測，連續(xù)獲取衛(wèi)星導航信號，浮空器基準站根據(jù)接收的衛(wèi)星導航信號獲得差分校 正信息，并實時播發(fā)差分校正信息，流動站通過浮空器基準站的差分校正信息和接收的衛(wèi) 星導航信息獲得位置信息?？朔鹘y(tǒng)地基基準站存在的弊端，采用對流層修正的差分定位， 解決傳統(tǒng)的地基差分方法中覆蓋范圍小，海洋、沙漠、深山區(qū)無差分基準站，以及單純利用 GNSS定位誤差大的缺陷。 【【附圖說明】】
[0017] 圖1為本發(fā)明實施例中浮空器基準站差分增強的流程圖。 【【具體實施方式】】
[0018] 為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方 式并配合附圖詳予說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用來 限定本發(fā)明。
[0019] -種基于浮空器基準站的差分增強系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括浮空器基準站、流動站和 GNSS〇
[0020] 其中，GNSS播發(fā)衛(wèi)星導航信號，浮空器基準站和流動站接收上述衛(wèi)星導航信號； 浮空器基準站和流動站測算各自距海平面的高度，并實時測算導航衛(wèi)星到浮空器基準站和 流動站的對流層延遲值；浮空器基準站通過差分校正廣播信息，上述信息為浮空器基準站 接收到的衛(wèi)星導航信號和測算到的對流層延遲值；流動站根據(jù)接收到的衛(wèi)星導航信號和上 述廣播信息進行差分定位解算獲得位置信息。
[0021] 本發(fā)明的差分增強系統(tǒng)，流動站和浮空器基準站通過對衛(wèi)星導航信號跟蹤監(jiān)測， 連續(xù)獲取衛(wèi)星導航信號，浮空器基準站根據(jù)接收的衛(wèi)星導航信號獲得差分校正信息，并實 時播發(fā)差分校正信息，流動站通過浮空器基準站的差分校正信息和接收的衛(wèi)星導航信息獲 得位置信息?？朔鹘y(tǒng)地基基準站存在的弊端，采用對流層修正的差分定位，解決傳統(tǒng)的地 基差分方法中覆蓋范圍小，海洋、沙漠、深山區(qū)無差分基準站，以及單純利用GNSS定位誤差 大的缺陷。
[0022] 實施例1
[0023] 請參閱圖1所示，本發(fā)明實施例1提供一種基于浮空器基準站2的差分增強系統(tǒng)， 包括浮空器基準站2、流動站3和GNSS1。
[0024] 上述GNSS1播發(fā)衛(wèi)星導航信號，上述浮空器基準站2和流動站3同時接收上述衛(wèi) 星導航信號；上述浮空器基準站2和流動站3測算各自距海平面的高度，并分別實時測算導 航衛(wèi)星到浮空器基準站2和流動站3的對流層延遲值；上述浮空