【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于導航定位，具體涉及一種低成本基于bds+gps雙系統自適應融合rtk解算算法的嵌入式實時高精度定位系統。
技術介紹
1、北斗衛星導航系統(bds)是我國自主研制開發的、具有自主知識產權的衛星導航定位系統，是繼美國的gps、俄羅斯的glonass之后，國際上可定位的第3個衛星導航系統。隨著全球衛星導航系統不斷發展，不同衛星星座間的組合，提供的可見衛星數逐漸增多，衛星的空間幾何分布也更完善。bds+gps雙系統融合rtk解算由于引入了更多的可視衛星，為高精度定位提供了更可靠的保證。單星座定位存在一些不足，如可見衛星有限、穩定性不強等，因此bds+gps雙系統導航定位研究成為導航定位的一個新的熱點。采用bds+gps雙系統組合定位，將會使衛星數目成倍增加，有利于增強衛星幾何圖形強度，提高定位精度及穩定性。同時bds+gps雙系統的發展，對不同系統和不同頻率的定位模型的兼容性和擴展性問題也提出了挑戰。在bds+gps組合導航定位中接收機需要接收不同衛星星座的導航信息，由于兩個系統之間存在著一定的系統偏差，因此在進行bds+gps組合導航定位中需要考慮時空統一的問題。bds與gps采用的時間基準不同，bds采用的是時間基準是北斗時，gps采用的時間基準是gps時間，北斗起算時間是2006年1月1日00:00:00，gps起算時間是1980年1月6日00:00:00，而且兩個時間系統都無閏秒。起算時間不一致，需要將時間都轉換到gpst使得時間基準得到統一。雖然bds采用了cgcs2000坐標系，gps采用了wgs-84坐標系，
2、由于各衛星導航系統星座和衛星軌道分布的差異，各系統的導航定位性能和觀測值精度不同，gnss多系統融合定位僅根據先驗精度確定各系統觀測值權比不準確可靠。同時，在城市、峽谷等區域，由于觀測環境比較復雜，衛星信號因建筑物的反射或散射形成多路徑或非視距信號，導致觀測值含有粗差或異常的概率增大，以及動態條件下載體運動模型難以精確模型化，使得常規卡爾曼濾波定位解算易發生大的偏差，甚至發散。對于bds+gps系統融合定位，特別是在復雜環境下的應用，如何不再依靠先驗理論或經驗值確定各導航系統間和各衛星觀測值的權重，自適應的調整各導航系統間和衛星間各觀測值的權重，雙差觀測值具有可消除接收機鐘差和衛星鐘差，大大削弱衛星星歷誤差、電離層延遲誤差、對流層延遲誤差等誤差影響的優點，而且雙差模糊度具有整數特性，對提高gnss多系統融合rtk定位精度和可用性有著重要的意義。本專利技術是一種低成本基于bds+gps雙系統自適應融合rtk解算算法的嵌入式實時高精度定位系統。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種低成本基于bds+gps雙系統自適應融合rtk解算算法的嵌入式實時高精度定位系統，嵌入式實時高精度定位系統的硬件平臺包括內嵌開源soc處理器的lte?cat1網絡通信模塊、gnss衛星信號接收模塊、電源管理單元、重力加速度芯片和相關連接器，gnss衛星信號處理模塊外接gnss螺旋天線。gnss螺旋天線提高接收衛星信號靈敏度，衛星信號經過衛星信號處理模塊調制、解調得到rtcm格式的衛星數據。電源管理單元為嵌入式平臺的各個功能模塊和芯片提供穩定的電壓，lte?cat1網絡通信模塊用于從網絡實時獲取基站數據。
2、gnss衛星信號接收模塊采用了低成本的武漢夢芯公司的mxt906模塊，mxt906b多系統多頻點rtk高精度導航定位模塊，是針對厘米級高精度定位應用一款專業高精度定位模塊，該模塊支持bds、gps/qzss、glonass多系統、多頻點，內部集成雙頻rtk算法，可以提供穩定的厘米級高精度定位服務。mxt906b外形尺寸緊湊，采用lga焊盤，支持標準取放及回流焊接，具有抗干擾、尺寸小、功耗低、精度高等特點，是一款高性價比的專業厘米級高精度導航定位模塊。
3、mxt906模塊主要特征：
4、·可同時接收多系統多頻率信號(頻段：bds-b1i、b2i，gps/qzss-l1c/a、l2c，glonass-l1、l2)；
5、·支持北斗三號衛星信號體制；
6、·雙頻rtk算法，厘米級定位精度(單點定位：2.0m,rtk:0.02m+1ppm)；
7、·支持原始觀測量輸出
8、--偽距觀測量精度gps?l1c/a<＝20cm?l2c<＝40cm，bds?b1i<＝20cm?b2i<＝20cm，glonass?l1<＝40cm?l2<＝40cm)；
9、--載波觀測量精度gps?l1c/a≤1mm?l2c≤2mm，bds?b1i≤1mm?b2i≤1mm，
10、glonass?l1≤1mm?l2≤1mm；
11、--固定解收斂時間≤10s；
12、--數據更新率1/2/5/10hz
13、·smart?suppresstm抗干擾技術；
14、·導航數據格式nmea0183?v4.10，rtcm3.x；
15、mxt906模塊支持rtcm3.x協議差分數據輸入，進行rtk定位解算，將外部的基站差分數據通過串口發送給模塊即可實現rtk差分定位。
16、輸入支持的rtcm3.x消息類型有：
17、 rtcm3.x消息類型 消息描述 1005/1006 基準站坐標 1074 gps觀測量，需包含l1及l2頻點 1084 glonass觀測量，需包含g1及g2頻點 1114 qzss觀測量，需包含l1及l2頻點 1124 bds觀測量，需包含b1及b2頻點
18、mxt906模塊支持原始觀測量輸出和星歷輸出，數據格式支持rtcm3.x協議。
19、輸出支持的rtcm3.x消息類型有：
20、
21、
22、內嵌開源soc處理器lte?cat1網絡通信模塊采用了合宙低功耗低成本的ai本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低成本基于BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法的嵌入式實時高精度定位系統，其特征在于：硬件平臺包括內嵌開源SOC處理器的LTE?CAT1網絡通信模塊、GNSS衛星信號接收模塊、電源管理單元、重力加速度芯片和相關連接器，GNSS衛星信號處理模塊外接GNSS螺旋天線；GNSS螺旋天線用于接收衛星信號，衛星信號經過衛星信號處理模塊調制、解調得到RTCM格式的衛星數據；電源管理單元為嵌入式平臺的各個功能模塊和芯片提供穩定的電壓；LTE?CAT?1網絡通信模塊用于從網絡實時獲取基站數據。
2.根據權利要求1所述的一種低成本基于BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法的嵌入式實時高精度定位系統，其特征在于：所述GNSS衛星信號接收模塊采用了為移動站提供低成本的武漢夢芯公司的MXT906模塊，MXT906模塊支持BDS、GPS、GLONASS、Galileo、QZSS多系統多頻率衛星信號，基于MXT906模塊不僅接收自主的基準站播發的RTCM報文實現高精度定位，也能通過商用定位平臺獲取RTCM格式數據實現定位功能；所述內嵌開源SOC處理器LTE?CAT1網絡通信
3.根據權利要求1所述的一種低成本基于BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法的嵌入式實時高精度定位系統，其特征在于包括：通過LTE?CAT1網絡通信模組內嵌開源SOC處理器與GNSS衛星信號接收處理模塊搭配執行BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法。
4.根據權利要求3所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，所述步驟1的具體過程為：
6.根據權利要求5所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，所述步驟2的具體過程為：
7.根據權利要求6所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，由矩陣恒等變換和矩陣反演公式，進一步推導卡爾曼濾波計算的一般過程為：
8.根據權利要求6或7所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，所述步驟3的具體過程為：
9.根據權利要求8所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，所述等價權因子的具體計算過程為：
10.根據權利要求8所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，所述自適應權因子的具體計算過程為：
11.根據權利要求8所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，所述步驟4的具體過程為：
12.根據權利要求11所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，當步驟4中出現迭代不收斂或收斂失真時，重新篩選衛星或適當降低某些衛星的權重，再進行解算。
13.根據權利要求5所述的BDS+GPS雙系統自適應融合RTK解算算法，其特征在于，所述步驟5中，BDS+GPS雙系統RTK模糊度固定采用最小二乘模糊度降相關平差法結合部分模糊度固定策略進行固定。
...【技術特征摘要】
1.一種低成本基于bds+gps雙系統自適應融合rtk解算算法的嵌入式實時高精度定位系統，其特征在于：硬件平臺包括內嵌開源soc處理器的lte?cat1網絡通信模塊、gnss衛星信號接收模塊、電源管理單元、重力加速度芯片和相關連接器，gnss衛星信號處理模塊外接gnss螺旋天線；gnss螺旋天線用于接收衛星信號，衛星信號經過衛星信號處理模塊調制、解調得到rtcm格式的衛星數據；電源管理單元為嵌入式平臺的各個功能模塊和芯片提供穩定的電壓；lte?cat?1網絡通信模塊用于從網絡實時獲取基站數據。
2.根據權利要求1所述的一種低成本基于bds+gps雙系統自適應融合rtk解算算法的嵌入式實時高精度定位系統，其特征在于：所述gnss衛星信號接收模塊采用了為移動站提供低成本的武漢夢芯公司的mxt906模塊，mxt906模塊支持bds、gps、glonass、galileo、qzss多系統多頻率衛星信號，基于mxt906模塊不僅接收自主的基準站播發的rtcm報文實現高精度定位，也能通過商用定位平臺獲取rtcm格式數據實現定位功能；所述內嵌開源soc處理器lte?cat1網絡通信模塊采用了合宙低功耗低成本的air724；所述嵌入式實時高精度定位系統選取csrtos嵌入式操作系統作為設備的操作系統。
3.根據權利要求1所述的一種低成本基于bds+gps雙系統自適應融合rtk解算算法的嵌入式實時高精度定位系統，其特征在于包括：通過lte?cat1網絡通信模組內嵌開源soc處理器與gnss衛星信號接收處理模塊搭配執行bds+gps雙系統自適應融合rtk解算算法。
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