CN119487419A 用于补偿闪烁并方便长基线rtk的系统和方法 （迪尔公司）

2024.09.09PCT/US2022/0811592022.12.08WO2024/167481EN2024.08.15用于补偿闪烁并方便长基线RTK的系统和方法即使在存在空间波动的闪烁或电离层扰动的情况下，该系统和方法也方便流动站接收器(12)和基站接收器(30)之间具有长基线的情况下的实时动态(RTK)GNSS。残差大气误差可通过接收器(12或30)的滤波器或大气建模模块中的21.一种由与处于已知位置的基站接收器进行无线通信的流动站接收器估计位置的系统，流动站接收器和基站接收器能够从GNSS卫星接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号，测量模块，被配置为从GNSS卫星所发送的信号获得初校正数据估计器，被配置为借助于来自增强系统的卫星轨道和时钟测量模块被配置为使用来自基站接收器的距离误差和辅助信息来校正初始码伪距测大气建模模块，被配置为利用双误差模型来估计大气延迟的残模糊度解算模块，被配置为进行模糊度解算以针对有资格或合格的模糊度测量值、增强信息以及二维或三维坐标的已知位置生成与实时动态(RTK)处理关联的距离3的基站天顶大气延迟与各个载波相位和码相位测量值的映射函数相乘来获得倾斜大气延接收器和流动站对流层天顶延迟的映射函数其中在时刻t的频率i和j的载波相位测量值与在时刻k的频率i和j的载波相位测量值被差分，并且Adon上方的点指示时刻t和k之间的电离层误差项的时间导数或变化其中是载波相位测量值1至n在频率i和j(或频率索引i和j)处的时间平均(TA)时4使一个或更多个载波信号或信道的载波相位模糊度的错误修差分无几何(TDGF)的值来对用于模糊度搜索和修复处理的模糊度候选的合格性进行资格值的截止角和俯仰角的基线长度来对用于模糊度搜索和修复处理的模糊度候选的合格性24.根据权利要求1所述的系统，其中，基站接5长基线RTK通常适用于流动站GNSS接收器与基站接收器之间的五十(50)公里或更大的基线[0006]长基线RTK的潜在漏洞在于，电离层密度的局部变化可能导致易于发生传播相关动站接收器使用来自基站接收器的距离误差和辅助信息来校正初始码伪距测量结果和初6[0016]图6是用于演示双(例如，两级)大气残差估计的示例的方法的一个实施方式的详[0017]图7是可靠模糊度解算方法的一个实施方式的详细流程图，例如通过限制搜索空(GNSS)使用绕地球运行的卫星来定位GNSS接收器或其天线在地球上或上方的位置(例如，7卫星时钟离开卫星的时间和根据接收器时钟到达接收器的时间确定的渡越时间差的度量。[0023]通过将各个信号从卫星传播到GNSS接收器的时间乘以光速来计算GNSS接收器与差。在接收器从多个卫星获得码和/或载波相位距离而没有来自任何参考站的校正的独立涉及位于已知地点的一个或更多个参考接收器(有时称为基站)以及用户的移动接收器与参考接收器之间的通信链路。参考接收器生成与上述误差中的一些或全部关联的校正数的校正数据可以是对在参考地点处确定的参考接收器位置的校正的形式或对特定GNSS卫星时钟和/或轨道数据的校正的形式。使用载波相位测量结果的差分运算常常被称为实时[0025]差分GNSS(DGNSS)的基本概念是利用GNSS测量结果中固有的误差的空间和时间相消除或显著减轻伪距和/或载波相位测量结果中的大多数噪声源。减轻量取决于移动接收[0026]已开发了许多不同的技术来使用GPS载波相位测量结果获得高准确性(精度)差分8[0028]精确定位是指基于差分校正数据或诸如精确时钟和轨道校正的校正数据提供准时钟校正、普通广播信息(星历表数据)以及来自一个或更多个本地参考站的差分校正数但传统精确点定位可花费长达几十分钟的长收敛时间来确定模糊度整数或浮动模糊度值，本公开的接收器或方法提供了在完全收敛或确定模糊度整数或浮动模糊度值之前实现相[0031]PPP技术包括全球或区域GNSS参考站网络和数据处理中心，其用于确定无线提供参考站跟踪GNSS卫星，并提供一个或更多个卫星与各个GNSS参考站之间的测距测量结果。9确定校正数据或差分信号，其经由无线链路广播或发送到可使用校正数据的流动站接收[0034]由于有时可与流动站接收器不同地影响基站的潜在电离层变化并且由于有时再[0035]RTK对由GNSS基站接收器和GNSS流动站接收器组成。基站接收器被安装在预先测接收器和流动站接收器之间的基线或距离等于或小于20公里)。来自基站接收器的测距误易受电离层变化的影响，其中长基线RTK通常会适合于流动站GNSS接收器和基站接收器之[0040]增强系统110向GNSS基站接收器105和GNSS流动站接收器106广播信号113。信号113可包括但不限于以下中的任一个：相应GNSS卫星101的轨道校正数据和时钟校正数据、洲的欧洲静止轨道导航叠加服务(EGNOS)、来自日本的MTSAT基于卫星的增强导航系统生成的RTK校正121通过RTK校正数据流被发送到GNSS流动站接收器106。在一个实施方式正121包括来自GNSS卫星101的各个测量的距离误差和在基站接收器105中计算的大气延顶延迟是在天顶方向(在流动站接收器或基站接收器垂直上方的点)上传播的卫星信号所大气延迟表示卫星与基站接收器的流动站接收器的接收器天线之间的GNSS信号中的总传相位测量结果的卫星信号的载波频率以及可能载波频率加减相位码的编码信号峰值频率)[0044]GNSS流动站接收器106跟踪来自GNSS系统100的信号102和来自增强系统110的辅RTK校正121在基站接收器105中生成并通过无线链路从RTK基站无线地发送到GNSS流动站[0048]在图1B中，移动接收器12和参考接收器30各自包括位置确定接收器或卫星接收以准确地估计接收器的精确位置或坐标。尽管接收器(12,30)的码相位或伪距测量结果与与来自一个或更多个接收器或一个或更多个卫星的相位测量结果相关的宽巷(WL)模糊度、不同时间由来自同一接收器并与一对卫星关联的两个单差信号的载波相位)的测量模块。参考接收器30还可测量在一个或更多个载波信号上编码的输线等)向电子数据处理中心18(例如，参考数据处理枢纽)发送所接收的卫星信号的一组载波相位测量结果以及关联的卫星标识符和星[0053]数据处理中心18或其校正数据估计器34基于从一个或更多个参考接收器30接收收发器或二者，以用于与诸如参考接收器30或陆地卫星上行链路站28的其它网络元件接移动接收器12还从一个或更多个GNSS卫星接收卫星信号并且测量所接收的卫星信号的载的卫星信号采用使用精确时钟和轨道解的精确点定通信链路)和无线通信系统135代替通信卫星35和陆地上行链路站28之外，图1C的系统211一移动电话交换局(MTSO)通信的小区站点或基站，其中MTSO与诸如互联网的通信网络139于经由通信网络139传输。通信网络139与关联或联接到移动接收器12的校正无线装置114为了精确位置准确性将使用其在参考接收器30和移动接收器12之间建立短基线(例如，小[0061]在RTK模式下，准确性需要同一组卫星对移动接收器12和参考接收器30可见。此基于所测量的卫星信号的载波相位的参考站的观测位置与参考接收器30的已知位置或坐器30可确定所确定的精确点定位估计与已知参考位置(例如，RTK基站的固定坐标)之间的向量可经由无线通信装置428和校正无线装置214从RTK基站430实时发送到移动接收器12。动接收器12同时确定RTK解和精确位置解，并且计算RTK解和精确位置解之间的偏移向量[0068]根据一个实施方式，图3公开了能够接收包括由卫星发送的一个或更多个载波信卫星发送器10发送，例如导航卫星或者例如伽利略兼容导航卫星、(全球导航卫星系统)于一个或更多个接收信号在三个或更多个卫星与接收器的天线17之间的传播时间来估计多个样本的数字表示。码包括对载波进行调制的[0070]根据一个实施方式，图3示出接收器(12或30)，其包括联接到电子数据处理系统[0071]实时动态基站430(在图2中)或参考接收器30可向校正无线装置214无线地提供或器提供信号作为第二输入。下变频混频器将接收信号的信号频谱从RF移动或降低至中频处理器159和数据存储装置155之间的通信的数据总线157，其中软件指令和数据被存储在线17的相位中心的距离(例如，卫星和天线17之间的标)。卫星导航数据或其它信号信息可包括对接收信号的基带波形进行调制的以下信息中[0077]在一个实施方式中，测量模块161包括载波相位测量模块151和码相位测量模块波相位测量模块151测量一个或更多个接收信号的载波相位。所测量的载波相位对于接收置155之间的通信的一个或更多个数据总线联接到数据存储装[0083]图4是用于在实时动态模式和精确定位模式之间切换的接收器的另一实施方式的[0084]如图4所示，导航定位估计器57包括实时动态(RTK)估计器122、精确位置估计器定对应卫星的各个信道或各个卫星信号的载波相位测量结果和码相位测量结果。此外，GNSS流动站接收器12的天线的准确二维位置估计或三维位置估计通常需要至少四个卫星[0087]在步骤S202中，RTK引擎、数据处理器159或GNSS流动站接收器12从基站接收器器)位于已知位置或固定的静止位置。无线链路可包括经由无线信道通信的第一无线通信GNSS流动站接收器12可利用辅助信息来减轻(例[0091]其中ΔPi是基站接收器30和流动站接收器12之间针对于频率标识符i的伪距测量伪距测量结果；ΔLi是基站接收器30(例如，参考接收器)和流动站接收器12之间针何距离；Δρ是从基站接收器30到卫星的几何距离与从流动站接收器12到卫星的几何距离在基站接收器和流动站接收器12处观测到的整数模糊度之间的整数模糊度(频率或频率标[0093]频率标识符fi可包括以下中的任一个：(a)表示卫星的特定信号或信道频率的正多个基站接收器30(例如，已知二维或三维位置处的RTK基站接收器30)的基站测量计算的[0096]其中Pi是对于频率标识符i，基站接收器30和流动站接收器12之间的伪距测量结流动站接收器12)到卫星之间的几何距离；Δdt是接收器时钟和卫星时钟之间的时钟误差ion是电离层延迟；Δdion是基站接收器30和流动站接收器12之间的电离层误差i处的伪距测量结果或码相位测量结果的多径误差和测量噪声的测收器30或流动站接收器12)到卫星之间的几何距离；Δdt是接收器时钟和卫星时钟之间的间的对流层误差项；Δdion是基站接收器30和流动站接收器12之间的电离层误差项(例如，i是在频率标识符i处卫星信号的率i或频率标识符i处的载波相位测量结果的多径误差和被配置为对数据进行建模以用于步骤S206层模型对与任何卫星和流动站接收器12之间的给定传播路径关联的电离层性质进行建模，级)自适应统计模型基于在步骤S204中构造的对流层模型和电离层模型。在等式组(1)和t相位将具有大小基本上相似的影响，并且需要在步骤S206中通过定位滤波器适当地处理。[0102]关于对流层模型和电离层模型，可在步骤S206中通过定位滤波器来估计未知步骤S206中通过定位滤波器计算的浮态和方差协方差信息来识别对应接收的卫星信号的计算的浮态和方差协方差信息来识别对应接收的卫星信号的各个单差载波相位测量结果[0105]在图5A中，对流层残差Δdtrop是基站对流层延迟与流动站对流层延迟之间的差，(流动站接收器12和基站接收器30之间的)基线处于或B和MR往往会相似，使得基站接收器30和流动站接收器12可共享相同标识符j)处的卫星信号的波长(例如，以米为单位)；ΔNi是在基站接收器和流动站接的整数模糊度差；ΔNj是在基站接收器和流动站接收器处观测到的整数模糊度之间的在频与频率i和j(或频率标识符i和j)关联的多径误差和测量[0121]其中在时刻t处频率i和j的载波相位测量结果与在时刻k处频率i和j的载波相位测量结果被差分，并且Adon上方的点指示时刻t和k之间的电离层误差项的时间导数ij可用于预测电离层变化。[0122]图5B是示出实现本公开的基本方法的流程图的另一实施方式。在图5B的一个方161被配置为从GNSS卫星所发送的信号获得初始码伪距测量结果和初始载波相位测量结信卫星35(图1B中)和/或(c)无线通信系统135(图1C中)从增强系统接收卫星轨道和时钟校电离层延迟数据以及用于载波相位模糊度解算或修复的模用来自基站接收器30的距离误差(例如，载波相位测量结果和/或码相位测量结果中)和辅得到校正的码伪距测量结果和校正的载波相位测量结果。步骤S254可根据若干示例来执相位或载波相位测量结果从估计的基站接收器的倾斜延迟获得、估计或确定倾斜大气延从辅助信息接收的基站天顶大气延迟与各个载波相位和码相位测量结果的映射函数相乘下，数据处理器159或大气建模模块被配置为基于从基站接收器接收的测量结果来在流动收器或流动站接收器与相应卫星之间的卫星信号的各个载波相位测量结果提供对流层延流动站接收器或二者可为基站接收器或流动站接收器与相应卫星之间的卫星信号的各个应误差模型，例如可存储在数据存储装置155中以逐历元预测各个测量结果的电离层活动[0141]其中在时刻t和时刻k处频率i和j的载波相位测量结果被差分，并且Adon上方的储在数据存储装置155中以根据以下等式基于载波相位测量上的平均时间、差分无几何[0144]其中是载波相位测量结果1至n在频率i和j(或频率标识符i和j)处的时间平[0145]在第十一处理下，自适应误差模型包括存储在数据存储装置155中以根据以下等式基于载波相位测量结果上的加权平均的时间差分无几何(TDGF)来预测电离层活动水平[0147]其中是载波相位测量结果1至n在频率i和j(或频率标识符i和j)处的时间平[0148]在第十二处理下，数据处理器159或大气建模模块405分别基于大气(例如，电离层)校正测量结果或基于基站测量结果和流动站测量结果来确定或计算时间差分无几何时间差分无几何(TDGF)转换为特定测量频率而推导的值数据处理器159包括质量控制技术，以使一个或更多个载波信号或信道的载波相位模糊度基于该测量结果的时间差分无几何(TDGF)的值来为模糊度搜索和修复处理评估或确定模糊度候选的资格认定或(验证)合格性。在第三159被配置为基于取决于各个测量结果的截止角和俯仰角的基线长度来为模糊度搜索和修块407被配置为基于时间差分无几何(TDGF)测试、增强基线测试或二者来为模糊度搜索和波相位信号或信道的修复或解算的模糊度和/或(b)在视野或可靠接收范围内的(例如，比差分载波相位测量结果)的电离层动态噪声基于通过将它自己的TDGF映射到卫星信号的特量历元(GNSS接收器或系统的测量时间间隔)的来设[0165]其中是载波相位测量结果1至n在频率i和j(或频率标识符i和j)处的时间平到平均TDGF并且所有卫星的电离层动态噪声是根据以下等式基于该测量历元的[0168]在步骤S302中，