具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供了本发明提出了一种GNSS双频用户终端导航定位授时精度提升方法，如图1所示，包括：

步骤A1:根据静态监测站监测到的GNSS卫星双频观测数据解算静态监测站的位置；

步骤A2:对静态监测站采集的GNSS卫星观测数据，进行相位平滑伪距处理得到相位平滑后的伪距观测量，根据相位平滑后的伪距观测量和静态监测站的位置计算GNSS卫星伪距O-C(观测值与计算值之差)序列，统计得到GNSS卫星的双频伪距组合测量误差；

步骤A3:将得到的GNSS卫星的双频伪距组合测量误差发送给双频用户终端；用于双频用户终端根据GNSS卫星的双频伪距组合测量误差修正导航定位授时算法。

可选地，如图2所示，步骤A1具体包括：

步骤A1-1：读取不少于4个小时的静态监测站监测到的GNSS伪距和载波相位观测数据；

步骤A1-2:对读取的GNSS伪距和载波相位观测数据以及基于GNSS精密轨道和钟差产品获取到的卫星位置和卫星钟差进行数据预处理；

步骤A1-3:进行粗差探测与周跳探测；

步骤A1-4:进行参数估计，计算得到静态监测站的位置。

可选地，步骤A1-4具体包括：

步骤A1-4-1：采用最小二乘或卡尔曼滤波估计方法，得到接收机钟差、对流层延迟参数、电离层延迟参数、获得所有GNSS卫星的载波相位浮点模糊度，采用LAMBDA方法获取GNSS卫星载波相位整周模糊度；

步骤A1-4-2:根据地面静态监测站GNSS伪距和载波相位观测方程和精密单点定位观测方程计算输出静态监测站的位置；

地面静态监测站GNSS伪距和载波相位观测方程为：

下标r和i分别代表接收机和导航信号频率标识，上标s和j分别代表GNSS系统和卫星标识；和分别代表静态监测站所观测的s系统j卫星i频率的伪距和载波相位观测值，代表静态监测站与卫星j间的几何距离，和T^s,j分别代表接收机钟差和卫星钟差，代表对流层延迟参数，代表i频率上的电离层延迟参数，代表s系统i频率的导航信号波长，代表载波相位整周模糊度，和分别代表伪距和载波相位的测量噪声；

精密单点定位观测方程为：

X^s,j(t_r)为s系统j卫星在信号发射时刻t_r的位置，X_r为静态监测站的位置。

可选地，步骤A2具体包括：

步骤A2-1:对静态监测站采集的不少于24小时的GNSS卫星观测数据，利用载波相位数据对伪距观测值开展平滑滤波处理，处理公式为：

和分别为t_k-1和t_k时刻经相位平滑后的伪距观测量，和分别为t_k-1和t_k时刻的载波相位观测量，ω为权重；

步骤A2-2:根据相位平滑滤波处理后的伪距观测量和静态监测站的位置计算可视GNSS卫星伪距O-C序列，统计得到GNSS卫星的双频伪距组合测量误差；

包括：

计算方法：

下标r和i分别代表接收机和导航信号频率标识，上标s和j分别代表GNSS系统和卫星标识；为相位平滑滤波处理后的伪距观测量，为GNSS卫星的伪距O-C值，X_r为静态监测站的位置，δt为卫星与用户终端的钟差，δρ_sys为系统误差；

基于GNSS卫星的伪距O-C序列，采用公式

计算对应各GNSS卫星的双频组合O-C序列；

和分别为各GNSS卫星对应地面静态监测站的双频伪距O-C值；f₁和f₂分别为GNSS卫星的双频频率，

基于对应各GNSS卫星的双频组合O-C序列，采用公式

计算各GNSS卫星的双频组合测量误差；

Bias^s,j为s系统j星的双频伪距组合测量误差，为综合评估因子，m为静态监测站个数。

可选地，在利用载波相位数据对伪距观测值开展平滑滤波处理之前还包括：检验GNSS卫星观测数据是否异常，在检验GNSS卫星观测数据无异常后，进行周跳探测，之后再利用载波相位数据对伪距观测值开展平滑滤波处理。

可选地，将得到的选定可视GNSS卫星的双频伪距组合测量误差发送给双频用户终端，具体为：将得到的GNSS卫星的双频伪距组合测量误差通过网络、卫星、广播、5G方式中的一种或者多种播发给双频用户终端。

可选地，双频用户终端根据选定GNSS卫星的双频伪距组合测量误差修正导航定位授时算法具体包括：

步骤s1：双频用户终端通过实时接收卫星测量误差信息的模块接收GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，对GNSS卫星的双频伪距组合测量误差解码，获取GNSS卫星的双频伪距组合测量误差；

步骤s2：采用嵌入式算法，在双频用户实时导航定位授时解算时，使用GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，通过公式

修正双频用户终端的双频伪距观测量，使用修正后的双频伪距观测量，开展双频实时导航定位授时处理，获取用户终端的时空信息；

和为双频用户终端观测到的双频伪距观测量；Bias^s,j为s系统j星的双频伪距组合测量误差，为修正后的双频伪距观测量

本发明还提供了一种GNSS双频用户终端导航定位授时精度提升方法，包括：

步骤M1:双频用户终端接收GNSS卫星的双频伪距组合测量误差；

步骤M2:双频用户终端根据GNSS卫星的双频伪距组合测量误差修正导航定位授时算法。

可选地，步骤M1具体为：

双频用户终端通过自身的实时接收卫星测量误差信息的模块通过网络、卫星、广播、5G方式中的一种或者多种接收选定可视GNSS卫星的双频伪距组合测量误差。

可选地，包括：

M1具体为：双频用户终端通过实时接收卫星测量误差信息的模块接收GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，对GNSS卫星的双频伪距组合测量误差解码，获取GNSS卫星的双频伪距组合测量误差；

M2具体为：双频用户终端采用嵌入式算法，在双频用户实时导航定位授时解算时，使用GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，通过公式

修正双频用户终端的双频伪距观测量，使用修正后的双频伪距观测量，开展双频实时导航定位授时处理，获取用户终端的时空信息；

和为双频用户终端观测到的双频伪距观测量；Bias^s,j为s系统j星的双频伪距组合测量误差，为修正后的双频伪距观测量，f₁和f₂分别为GNSS卫星的双频频率。

本实施例提供的一种GNSS双频用户终端导航定位授时精度提升方法，使得双频用户终端可以在使用GNSS卫星的双频伪距组合测量误差修正双频伪距观测量后，开展双频实时导航定位授时处理，获取用户终端的时空信息；创新地提出在极少地面静态监测站支持下的精度增强服务改正信息计算方法，可实现定位精度的大幅提升，大大节约了地面建站成本，简化了增强服务的流程方法。

实施例2

本实施例针对GNSS双频用户终端导航定位授时精度提升的关键瓶颈，提出一种GNSS双频用户终端导航定位授时精度提升方法。该方法通过以下步骤实现：

步骤(1)：在厘米级GNSS卫星精密轨道和精密钟差产品的支持下，利用不少于4个小时的地面静态监测站监测到的GNSS卫星双频观测数据解算静态监测站的位置，本步骤可选择的GNSS可包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、GLONASS(GlobalNAvigation Satellite System，全球卫星导航系统)、GALILEO(伽利略卫星导航系统)、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System，准天顶卫星系统)和北斗系统的任一个或者任意多系统组合；

步骤(2)：以步骤(1)中静态监测站的位置和静态监测站的与双频用户终端配置相同的监测接收机接收到的不少于24小时的GNSS卫星观测数据，进行相位平滑伪距处理，计算可视GNSS卫星伪距O-C(观测值与计算值之差)序列，统计得到选定可视GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，本步骤可选择的GNSS可包括GPS系统、GLONASS系统、GALILEO系统、QZSS系统和北斗系统的任一个或者任意多系统组合；

步骤(3)：将步骤(2)中选定可视GNSS卫星的双频伪距组合测量误差通过网络、卫星、广播、5G等方式中的一种或者多种播发给双频用户终端；

步骤(4)：双频用户终端收到步骤(3)播发的选定可视GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，将选定可视GNSS卫星的双频伪距组合测量误差修正其导航定位授时算法，用于双频用户终端的实时导航定位授时解算。

本发明的通过步骤(2)中GNSS伪距测量误差的获取和步骤(4)双频用户终端嵌入式导航定位授时方法，创新提出在极少地面站支持下的精度增强服务改正信息计算方法，极大降低了增强服务中心和用户段的应用成本。

其中，所述步骤(1)的具体方式为：

(101)地面静态监测站GNSS伪距和载波相位观测方程如下：

式中，下标r和i分别代表接收机和导航信号频率标识，上标s和j分别代表GNSS系统和卫星标识。和分别代表静态监测站所观测的s系统j卫星i频率的伪距和载波相位观测值，代表静态监测站与卫星j间的几何距离，和T^s,j分别代表接收机钟差和卫星钟差，代表对流层延迟参数，代表i频率上的电离层延迟参数，代表s系统i频率的导航信号波长，代表载波相位整周模糊度，和分别代表伪距和载波相位的测量噪声。其中，精密单点定位观测方程中卫星与接收机之间的几何距离可表示为

式中，X^s,j(t_r)为s系统j卫星在信号发射时刻t_r的位置，X_r为静态监测站的位置。

(102)基于精密单点定位观测方程的静态监测站位置解算方法如下：

基于GNSS精密轨道和钟差产品可获取的已知量包括卫星位置X^s,j(t_r)和卫星钟差T^s,j。因此，上述方程待估计参数包括静态监测站的位置X_r、接收机钟差对流层延迟参数电离层延迟参数以及载波相位整周模糊度若选用GLONASS系统，则需考虑频间偏差IFB参数估计。若采用多GNSS系统组合精密单点定位算法，还需额外估计系统间偏差ISB与频间偏差IFB参数。

读取GNSS伪距和载波相位观测数据后，首先进行数据预处理，主要包括粗差探测与周跳探测，然后进行参数估。在参数估计过程中，可采用最小二乘或卡尔曼滤波估计方法，可获得所有卫星的载波相位浮点模糊度，然后采用LAMBDA等方法获取各卫星整周模糊度固定解，从而获得整周模糊度固定解后的静态监测站位置参数X_r。

其中，所述步骤(2)的具体方式为：

(201)对地面静态监测站采集的不少于24小时的GNSS卫星观测数据，利用载波相位数据对伪距观测值开展平滑滤波处理，方法如下：

式中，和分别为t_k-1和t_k时刻经相位平滑后的伪距观测量，和分别为t_k-1和t_k时刻的载波相位观测量，ω为权重。

步骤(201)中，在利用载波相位数据对伪距观测值开展平滑滤波处理之前还可以包括：检验GNSS卫星观测数据是否异常，在检验GNSS卫星观测数据无异常后，进行周跳探测，之后再在利用载波相位数据对伪距观测值开展平滑滤波处理。

(202)基于步骤(1)中计算的地面静态监测站的位置和步骤(201)中经相位平滑后伪距观测量，计算可视GNSS卫星的伪距O-C序列，统计得到选定可视GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，方法如下：

式中，为GNSS卫星的伪距O-C值，为相位平滑滤波处理后的伪距观测量，X_r为基于步骤(1)计算的地面监测站的精确位置坐标，δt为卫星与双频用户终端的钟差，δρ_sys为包含电离层、对流层、多径误差在内的系统误差。基于GNSS卫星的伪距O-C序列，采用如下公式，计算对应各GNSS卫星的双频组合O-C序列。

式中，f₁和f₂分别为GNSS系统卫星的双频频率，和分别为各GNSS系统卫星对应地面静态监测站的双频伪距O-C值。基于数个地面静态监测站的对应各GNSS卫星的双频组合O-C序列，采用如下公式，计算各GNSS系统的双频组合测量误差。

式中，Bias^s,j为s系统j星的双频伪距组合测量误差，为综合评估因子，m为地面静态监测站个数。

其中，所述步骤(3)的具体方式为：

将步骤(2)中计算的各GNSS系统卫星的伪距双频组合测量误差，按照一定的格式编排后，如图3所示通过地面网络处理中心1或卫星2等载体基于5G、广播等方式中的一种或者多种实时播发给双频用户终端3。

步骤(3)步中GNSS卫星的双频伪距组合测量误差的任意传播方式均在保护范围，包括但不限于口头传输、电话告知、互联网通信、卫星通信等。

其中，所述步骤(4)的具体方式为：

双频用户终端收到步骤(3)播发的选定GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，将选定GNSS卫星的双频伪距组合测量误差修正其导航定位授时算法，用于双频用户终端的实时导航定位授时解算，方法如下：

(401)在通用标准化的双频用户终端上，增加实时接收卫星测量误差信息的模块，并对接收到特定格式的双频伪距组合测量误差解码，获取各GNSS卫星的误差改正值Bias^{s ,j}。

(402)双频用户终端采用新的嵌入式算法，在双频用户实时导航定位授时解算时，利用终端解码的各GNSS卫星的双频伪距组合测量误差，修正双频用户终端的双频伪距观测量，使用新的双频伪距观测量开展双频实时导航定位授时处理，获取用户终端的时空信息。

式中，f₁和f₂分别为GNSS系统卫星的双频频率，和为双频用户终端观测到的双频伪距观测量。

图4为双频用户终端未使用双频伪距组合测量误差修正双频用户终端的双频伪距观测量之前的原始定位误差序列图；图5为双频用户终端使用双频伪距组合测量误差修正双频用户终端的双频伪距观测量后定位误差序列图。

本实施例提供了一种GNSS双频用户终端导航定位授时精度提升方法，该方法相较于现有技术中的地基增强系统需要布设上千个地面监测站的定位方法，可以仅基于极少量(例如几个或者甚至仅1个)的地面静态监测站监测到的GNSS卫星双频观测数据计算GNSS卫星伪距测量误差，双频用户终端采用新的嵌入式算法，可实现定位精度的大幅提升，大大节约了地面建站成本，简化了增强服务的流程方法。该方法的GNSS卫星双频伪距组合测量误差内容简洁，播发频度低，基于卫星或地面网络等载体基于5G、广播等方式中的一种或者多种实时播发给双频用户终端，降低了播发成本，极大提高了用户增强服务的可用性。另外，该方法针对大众消费级用户，该方法可提供极低成本的精度增强服务，相比于现有的地基增强系统，具有明显的应用优势和更庞大的潜在用户群体。而且，相比于现有的地基和星基等增强方式，将用户终端与系统端的通信频度由秒级到分钟级降低至数小时级至数天级，大大减小通信与数传频次，通信压力大大降低。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。