本發(fā)明專利技術(shù)公布了一種ＧＮＳＳ網(wǎng)絡(luò)差分定位基準(zhǔn)站網(wǎng)構(gòu)造方法與動態(tài)更新方法，本發(fā)明專利技術(shù)所述方法將各ＧＮＳＳ基準(zhǔn)站點(diǎn)根據(jù)其精確已知的坐標(biāo)投影到二維平面上，由這些二維平面的離散點(diǎn)，按照Ｄｅｌａｕｎａｙ三角網(wǎng)的構(gòu)網(wǎng)準(zhǔn)則，形成一個以三角形為基本結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)站三角網(wǎng)，并且網(wǎng)形唯一。當(dāng)增加新的基準(zhǔn)站或停用某個基準(zhǔn)站時，根據(jù)點(diǎn)插入或刪除的操作完成新網(wǎng)的實(shí)時構(gòu)造。本發(fā)明專利技術(shù)始終保持各基準(zhǔn)站組成唯一的優(yōu)化網(wǎng)形，確保移動站定位時的精度需求。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定位基準(zhǔn)站網(wǎng)構(gòu)造方法與動態(tài)更新方法，屬于GNSS 網(wǎng)絡(luò)差分定位領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定位技術(shù)是目前衛(wèi)星定位領(lǐng)域的熱門技術(shù)，廣泛應(yīng)用于測繪及國土資源 調(diào)査等行業(yè)，該定位系統(tǒng)通常包含有多個基準(zhǔn)站，構(gòu)成覆蓋某一區(qū)域的基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)，基準(zhǔn) 站的分布狀況將直接影響到基線模糊度解算效率和參數(shù)估計(jì)精度。當(dāng)前，GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定 位技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出實(shí)時化和規(guī)模化的特點(diǎn)，基準(zhǔn)站和用戶數(shù)量都在不斷的增加，這樣控 制中心的計(jì)算、通信負(fù)荷也越來越大，同時還面臨著選用哪些基準(zhǔn)站進(jìn)行定位解算以及由 于基準(zhǔn)站加密或臨時不可用所帶來的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時動態(tài)更新等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提出一種GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定位基 準(zhǔn)站網(wǎng)構(gòu)造方法與動態(tài)更新方法。本專利技術(shù)GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定位基準(zhǔn)站網(wǎng)構(gòu)造方法與動態(tài)更新方法，其特征在于包括如下步驟(1) 將各基準(zhǔn)站與高等級GNSS控制點(diǎn)靜態(tài)聯(lián)測得到各基準(zhǔn)站的實(shí)時信息，將各基準(zhǔn) 站的實(shí)時信息經(jīng)過基線解算和網(wǎng)平差解算得到各基準(zhǔn)站的WGS-84大地坐標(biāo)，將WGS-84 大地k標(biāo)以基準(zhǔn)站當(dāng)?shù)刈游缇€作為中央子午線進(jìn)行高斯投影得到WGS-84平面坐標(biāo)，再將 WGS-84平面坐標(biāo)通過七參數(shù)轉(zhuǎn)換或四參數(shù)轉(zhuǎn)換得到地方平面坐標(biāo)，則二維平面上每個地方 平面坐標(biāo)所在的離散點(diǎn)位就代表相應(yīng)的基準(zhǔn)站，以距離最短的兩個離散點(diǎn)位所在基線作為 初始三角形的初始邊；(2) 構(gòu)造初始三角形將步驟(1)所述的初始三角形的初始邊經(jīng)過Delaunay構(gòu)網(wǎng)得到三角形的第三點(diǎn)，第三 點(diǎn)與初始邊構(gòu)成初始三角形，其中第三點(diǎn)即步驟(1)所述的離散點(diǎn)；(3) 將步驟(2)所述初始三角形的三條邊分別作為初始邊重復(fù)步驟(2)構(gòu)成新的三角形；(4) 構(gòu)造三角網(wǎng)將所有新三角形未構(gòu)建的兩條邊分別作為初始邊重復(fù)步驟(2)構(gòu)成新的三角形；3重復(fù)步驟(4)直至步驟(1)所述的離散點(diǎn)都遍歷完畢得到三角網(wǎng)即基準(zhǔn)站網(wǎng)；(5)基準(zhǔn)站網(wǎng)的動態(tài)更新當(dāng)步驟(4)所述的基準(zhǔn)站網(wǎng)中增加基準(zhǔn)站，則重復(fù)步驟(1)至(4)重新生成新的基準(zhǔn)站網(wǎng)；當(dāng)步驟(4)所述的基準(zhǔn)站網(wǎng)中某個基準(zhǔn)站出現(xiàn)故障時，將歩驟(4)生成的三角網(wǎng)中與出現(xiàn)故障的基準(zhǔn)站對應(yīng)的離散點(diǎn)刪除，然后重復(fù)步驟(1)至(4)重新生成新的基準(zhǔn)站網(wǎng)。GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定位基準(zhǔn)站網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)是各基準(zhǔn)站，具有空間位置屬性，邊則是由基準(zhǔn)站坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的基線，具有長度、方向等屬性，由此采用網(wǎng)絡(luò)差分定位技術(shù)形成的就是以基線為邊的網(wǎng)絡(luò)，并且網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍也就是服務(wù)區(qū)域可以通過各節(jié)點(diǎn)的分布情況來度量。對于包含數(shù)十個基準(zhǔn)站的中小型GNSS基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍約為數(shù)萬平方公里，考慮到基準(zhǔn)站地理空間分布上的特點(diǎn)，通常高程方向上變化范圍較小，因此可以簡化為二維平面上離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造問題。如果能夠?qū)⑦@些離散分布在地球表面的基準(zhǔn)站按照某種規(guī)則形成特定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，則移動站就可以根據(jù)其概略坐標(biāo)位置決定用于定位的基準(zhǔn)站，從而計(jì)算出移動站的綜合誤差并最終實(shí)現(xiàn)GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定位。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及有益效果本專利技術(shù)可應(yīng)用于以下領(lǐng)域或行業(yè)(1) 各級國土、測繪、勘查等部門建立GNSS連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)時定位獲取位置信息；(2) 數(shù)字地面模型建立、數(shù)字地圖綜合等地學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)為本專利技術(shù)把表示GNSS基準(zhǔn)站位置的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過高斯投影到二維平面，將二維平面坐標(biāo)點(diǎn)看成離散幾何數(shù)據(jù)，按照Delaunay三角網(wǎng)的構(gòu)網(wǎng)規(guī)則自動構(gòu)建基準(zhǔn)站網(wǎng)。三角形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的，用戶在一個三角形區(qū)域內(nèi)移動時，選用的基準(zhǔn)站與移動站所在基線始終保持較強(qiáng)的相關(guān)性，而當(dāng)移動站離開這一三角形時，系統(tǒng)通過實(shí)時的三角形區(qū)域選擇，又將移動站鎖定在新的三角形單元內(nèi)，這樣就始終保持了用戶的移動軌跡與改正區(qū)域的最大程度符合，保證了較高的誤差改正精度，同時由于只選用3個基準(zhǔn)站參與定位解算，減輕了控制中心的計(jì)算負(fù)擔(dān)。同時本專利技術(shù)涉及的方法還可以完成基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時動態(tài)更新，即在需要添加新的基準(zhǔn)站或者臨時停用某個基準(zhǔn)站時，可以借助本方法實(shí)現(xiàn)實(shí)時的更新，始終保持各基準(zhǔn)站組成唯一的優(yōu)化網(wǎng)形，確保移動站定位時的精度需求。附圖說明圖l是本專利技術(shù)涉及的GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定位基準(zhǔn)站系統(tǒng)示意圖；圖2是本專利技術(shù)GNSS基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方法的流程圖；圖3是采用本專利技術(shù)方法構(gòu)造的某基準(zhǔn)站網(wǎng)實(shí)例圖4是對構(gòu)造的基準(zhǔn)站網(wǎng)增加新的基準(zhǔn)站的動態(tài)更新實(shí)例4圖5是對構(gòu)造的基準(zhǔn)站網(wǎng)刪除某基準(zhǔn)站的動態(tài)更新實(shí)例圖。 具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的工作原理及具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明。 如圖1，本專利技術(shù)涉及的GNSS網(wǎng)絡(luò)差分定位基準(zhǔn)站系統(tǒng)的組成包括(1) GNSS衛(wèi)星定位系統(tǒng)分布在地球表面的GNSS接收機(jī)接收來自空間的GNSS衛(wèi)星信號，GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星系 統(tǒng)包括GPS、 GLONASS、 GALILEO以及北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。(2) GNSS接收機(jī)及天線GNSS基準(zhǔn)站接收機(jī)類型為雙頻(L1和L2) 12通道，移動站接收機(jī)可以是單頻(含有 偽距、載波相位輸出)或雙頻的，選擇與接收機(jī)相匹配(在功率等方面)的天線，原則上 使用短于15m的標(biāo)準(zhǔn)饋線來連接天線和接收機(jī)。基準(zhǔn)站架設(shè)在觀測墩上，GNSS天線安裝 后應(yīng)有10'以上的衛(wèi)星高度角通視條件，以免衛(wèi)星信號被吸收或遮擋，并且觀測墩站址應(yīng)遠(yuǎn) 離大面積水域或強(qiáng)電磁干擾區(qū)(微波站、高壓線穿越地帶、無線電發(fā)射臺等)，以減弱多路 徑效應(yīng)的影響及可能對信號造成的其它干擾。(3) 數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心實(shí)時接收各基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，具備多基準(zhǔn)站實(shí)時數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò) 管理、用戶服務(wù)管理的功能。(4) 通訊系統(tǒng)基準(zhǔn)站與控制中心的數(shù)據(jù)傳輸要求為高速性(實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，基準(zhǔn)站上傳到控制 中心的原始電文流量約為5000bps)、實(shí)時性(數(shù)據(jù)延遲不能超過40ms)、可靠性(實(shí)現(xiàn)全 天候可靠連接)、安全性(保證系統(tǒng)不受未授權(quán)用戶的訪問)、可擴(kuò)展性(具有良好的升級 擴(kuò)展功能)。網(wǎng)絡(luò)差分定位系統(tǒng)覆蓋范圍較廣，基準(zhǔn)站與控制中心的距離較遠(yuǎn)，因此它們之 間的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)屬于廣域網(wǎng)的范疇，采用SDH有線專網(wǎng)的形式傳輸數(shù)據(jù)。如圖2，為本專利技術(shù)GNSS基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方法的流程圖，具體實(shí)現(xiàn)方式為(1) 將各基準(zhǔn)站與國家或當(dāng)?shù)氐母叩燃塆NSS控制點(diǎn)靜態(tài)聯(lián)測，采用高精度基線解算 軟件和網(wǎng)平差軟件求解各基準(zhǔn)站精確的WGS-84大地坐標(biāo)，將該大地坐標(biāo)以當(dāng)?shù)刈游缇€作 為中央子午線進(jìn)行高斯投影，得到WGS-84平面坐標(biāo)，然后通過參數(shù)轉(zhuǎn)換，再將該坐標(biāo)轉(zhuǎn) 換成地方平面坐標(biāo)。則二維平面上每個坐標(biāo)所在的離散點(diǎn)位就代表相應(yīng)的基準(zhǔn)站，通過搜 索距離最短的兩點(diǎn)所在基線作為初始邊；(2) 尋找三角形的第三點(diǎn) 根據(jù)Delaunay三角網(wǎng)的空外接圓和最大最小角兩個判別法則，找出與步驟(1)中初始基線可以構(gòu)成Delaunay三角形的第三點(diǎn)；(3) 構(gòu)造初始三角形初始邊的兩個端點(diǎn)與步驟(2)中找出的第三點(diǎn)相連，得到第一個Delaunay三角形，稱 之為初始三角形；再以初始三角形的第一條邊為基準(zhǔn)邊進(jìn)行擴(kuò)展，向三角形外尋找滿足條 件的其它點(diǎn)，構(gòu)成第二個三角形，并將基準(zhǔn)邊規(guī)定為新的三角形的第一條邊；(4) 構(gòu)造三角網(wǎng)分別對上述構(gòu)成的兩個三角形進(jìn)行擴(kuò)展，此時只需要擴(kuò)展三角形的第二條和第三條邊 即可，然后對新生成的三角形分別進(jìn)行類似擴(kuò)展，同樣每本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種ＧＮＳＳ網(wǎng)絡(luò)差分定位基準(zhǔn)站網(wǎng)構(gòu)造方法與動態(tài)更新方法，其特征在于包括如下步驟： （１）將各基準(zhǔn)站與高等級ＧＮＳＳ控制點(diǎn)靜態(tài)聯(lián)測得到各基準(zhǔn)站的實(shí)時信息，將各基準(zhǔn)站的實(shí)時信息經(jīng)過基線解算和網(wǎng)平差解算得到各基準(zhǔn)站的ＷＧＳ－８４大地坐標(biāo)，將 ＷＧＳ－８４大地坐標(biāo)以基準(zhǔn)站當(dāng)?shù)刈游缇€作為中央子午線進(jìn)行高斯投影得到ＷＧＳ－８４平面坐標(biāo)，再將ＷＧＳ－８４平面坐標(biāo)通過７參數(shù)轉(zhuǎn)換或４參數(shù)轉(zhuǎn)換得到地方平面坐標(biāo)，則二維平面上每個地方平面坐標(biāo)所在的離散點(diǎn)位就代表相應(yīng)的基準(zhǔn)站，以距離最短的兩個離散點(diǎn)位所在基線作為初始三角形的初始邊； （２）構(gòu)造初始三角形 將步驟（１）所述的初始三角形的初始邊經(jīng)過Ｄｅｌａｕｎａｙ構(gòu)網(wǎng)得到三角形的第三點(diǎn)，第三點(diǎn)與初始邊構(gòu)成初始三角形，其中第三點(diǎn)即步驟（１）所述的離散點(diǎn)； （３）將步驟（ ２）所述初始三角形的三條邊分別作為初始邊重復(fù)步驟（２）構(gòu)成新的三角形； （４）構(gòu)造三角網(wǎng) 將所有新三角形未構(gòu)建的兩條邊分別作為初始邊重復(fù)步驟（２）構(gòu)成新的三角形； 重復(fù)步驟（４）直至步驟（１）所述的離散點(diǎn)都遍歷完畢得到三角 網(wǎng)即基準(zhǔn)站網(wǎng)； （５）基準(zhǔn)站網(wǎng)的動態(tài)更新 當(dāng)步驟（４）所述的基準(zhǔn)站網(wǎng)中增加基準(zhǔn)站，則重復(fù)步驟（１）至（４）重新生成新的基準(zhǔn)站網(wǎng)； 當(dāng)步驟（４）所述的基準(zhǔn)站網(wǎng)中某個基準(zhǔn)站出現(xiàn)故障時，將步驟（４）生成的三角網(wǎng)中與出現(xiàn)故障的基準(zhǔn) 站對應(yīng)的離散點(diǎn)刪除，然后重復(fù)步驟（１）至（４）重新生成新的基準(zhǔn)站網(wǎng)。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王慶，潘樹國，朱超，柯福陽，袁本銀，李菲，
申請(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：84[中國|南京]
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