rtklib代码详解——rtkpos.c

时间:2024-03-05 17:54:20

主函数:rtkpos

         1 设置基站位置

         2 统计基站和流动站的卫星数量

         3 单点定位解算   

  

         4 若定位模式为单点定位,直接返回

         5 精密单点定位

        

         6 动基线,利用单点定位计算基站的位置:

         

         7 差分定位

         

差分定位函数:relpos

1 计算流动站和参考站时间差

   

2 计算卫星位置

  

3 参考站非差残差

4 基站信息插值,后处理,通过配置项进行设置

5 选择基站和参考站之间的公共卫星:

6 状态时间更新

7 初始变量内存申请以及赋初值

8  设置迭代次数(设置值为1, 动基线,增加2次迭代次数

 

9 开始迭代量测更新

        

         9.1 计算流动站卫星的非差残差结果

        

         9.2 双差残差以及量测矩阵等更新

       

         9.3 KF量测更新实现

        

10 量测更新完成,检测是否完成,并利用更新以后的结果计算残差

 

         10.1 利用浮点结果计算双差残差以及量测噪声

    

         10.2 通过方差和量测进行校验,检测结果是否有效

    

         10.3 存储浮点结果

    

         10.4存储模糊度相关的信息,统计有效卫星数目

    

         10.5 检测卫星数量是否有效

   

11  整周模糊度解算(WL-NL  TCAR 两种方式未实现,在rtklib中实现了LAMBDA) 

模糊度解算模式定义:

 

         11.1模糊度解算成功,根据固定结果计算双差残差和协方差,并进行校验

    

         11.2 固定解验证有效,若配置为hold模式,需要存储模糊度信息(具体哪些信息?怎么衔接?

     

 

 

12 存储rtk结果,位置和速度以及方差信息(若状态为固定解,存储固定解结果

 

13 存储当前历元的载波相位信息,供下次使用

 

14 存储SNR信息

 

15 更新卫星的fix信息以及周跳信息(具体怎么使用?

 

16 释放局部变量,返回定位状态

 

双差函数计算以及量测阵计算函数:ddres

1 计算基线长度

      

2 基站和流动站位置转化

      

3 变量内存申请和变量初始化

4 计算各个卫星电离层和对流层延时因子(配置为 电离层对流层估计模式

       

5 遍历不同系统和频点,计算双差残差,其中,若为差分伪距模式,需要限制遍历次数

    注: 所有模式分为四类,每一类分别挑选参考卫星,再计算双差的结果,考虑到系统时差的影响

 

    注:    遍历次数设置: 载波相位在0-nf,nf至2nf为伪距,因此伪距差分定位从nf开始

         5.1 选取参考卫星,根据高度角,若选取失败,则返回

                   其中,m代表不同的频点和系统,分为四类,每一类选取一次参考卫星

                  

         5.2 双差开始,遍历各个卫星

         

                   5.2.1 初始检测频点和观测量是否有效

                    

                   5.2.2 获取波长信息,并检测波长的有效性

                   

                   5.2.3 获取对应观测量的H阵的位置,并进行赋初值

                   

                   5.2.4 双差残差

                    

                   5.2.5 更新H阵

                   

                   5.2.6 双差电离层延迟项,若配置为 电离层延时估计模式,包括残差计算 ,并扣除该部分,和对应H阵更新

                    

                   5.2.7双差对流层延迟项,若配置为 对流层延时估计模式,包括残差计算,并扣除该部分, 和对应H阵更新

                    

                   5.2.8双差整周模糊度项(只对载波相位有效

                    注:区分无电离层组合,和状态更新中整周模糊度赋初值对应

       

                   5.2.9 GLONASS硬件偏差双差 (区分不同模式进行处理,具体估计方式?????

                  

 

         

                   5.2.10 分别保存伪距和载波残差信息

       

                   5.2.11 新息检查(门限值默认设置为1m

                   若超过门限,则直接返回,不进行保存

         

                   5.2.11 单差观测量噪声计算(计算方式??????

         

                   5.2.11 相关标志位置位(卫星有效标志位,记录参考卫星和流动卫星号,nb:每种类型,每个频点下双差有效的卫星观测量数量

         

 

5 动基线,进行基线长度约束(基线相关的H阵更新,新息以及量测噪声计算

6 H阵打印

7 计算双差量测噪声R   (具体计算方式??????)

 

8 释放局部变量内存,并返回有效的观测量数目nv

 

状态时间更新:udstate

    1 更新位置速度以及加速度

           

         2 更新电离层参数(配置为:电离层估计

             

         3 更新对流层参数(配置为:对流层估计

               

         4 更新接收机硬件延迟

                 

         5 更新载波相位状态(定位模式时载波相位定位才会进行

         

电离层参数时间更新函数: udion

         在这之前,先会进行电离层配置模式检测,决定是否估计,然后计算基线的长度,然后传进去

1 初始检测所有卫星电离层状态量是否正常

       

2 更行当前历元各个卫星的电离层状态量及对应P阵(驱动噪声和基线长度、高度角等信息有关

 

 

对流层参数时间更新函数: udtrop

         在这之前,先进行对流层参数配置模式的检测判断

1 更新对流层参数,状态量数量和估计模型相关,和卫星数量无关

更新接收机硬件偏差函数: udrcvbias

         首先判断是不是glonass系统整周模糊度的配置的估计方式

        

         若模糊度固定次数大于门限值且模糊度解算比例因子大于门限值,则q阵不会变。 

更新相位偏差函数:udbias

         首先会检测,当前配置定位模式,是否是载波相位定位

 

1 循环检测各个卫星观测量相位周跳情况

       

         1.1 检测周跳通过LLI(失锁标志等)初始标志为清除

                  

         1.2 检测周跳通过geometry-free phase jump

                 

         1.3 检测周跳通过多普勒和载波相位差分

                

         1.4 更新半周跳有效标志位

                 

2 根据整周模糊度的解算方式、 周跳检测标志、码相位等信息更新整周状态量等

 遍历不同频点

         2.1 如果是单历元模式或者超过中断计数器过期等,重置相位模糊度

                

         2.2 如果检测到周跳(无电离层组合,标志位获取不一样,需注意)或者单历元模式,重置相位模糊度

               

         2.3 通过码相位信息,估计相位偏差初值(整周模糊度初值

           若为无电离层组合,则需要按组合方式计算初始值

               

         2.4 修正相位偏差确保码相位和载波一致性(??????????)

         

         2.5 设置相位偏差初始状态信息

          

检测周跳通过LLI函数:detslp_ll

         首先,遍历各个频点

               

         1 检测载波相位是否有效,以及前一历元的时间差是否满足条件:

               

         2 获取前一时刻的失锁标志位

                 

         3 通过失锁标志位检测周跳(前向和后向算法此时有区别 ????????????

                 

         4 检测周跳情况根据前后的周跳标志(根据前后变化置位半周跳标志位)

                  

         5 存储当前的LLI

                

         6 存储周跳和半周跳的标志位

         

通过geometry-free检测周跳函数:detslp_gf_L1L2

         1 检测载波相位的频点数量以及载波相位值初始值检测,并计算几何无关L1 L2频点线性组合值,初步检测值得合理性

           

         2 通过前后历元的差值,判断周跳情况,门限值初始给的是0.05m

          

通过geometry-free检测周跳函数:detslp_gf_L1L5

         利用L1 L5频点组合检测周跳。

通过多普勒和相位一致性检测周跳detslp_dop

  因为时钟跳动的原因,不使能多普勒检测的方法

位置速度时间更新函数:udpos

1 若为PMODE_FIXED, 配置给定设定的位置和方差

 

2 首次初始化位置信息,用单点定位的结果

    

         注意:这个地方可以配置KF的动态模型:

         

3 若为PMODE_STATIC,则不仅进行更新

       

4 若动态模型为一阶模型,则直接重置方差,和位置

   

5 检查P阵的有效性,无效,则重置

       

6 检查状态量中有效的状态数量,并记录索引id,检查卫星数量

      

7 位置速度加速度状态更新

         首先,更新F阵和状态量x,以及P阵

         

         其次,进行状态递推

         

         最后,考虑驱动噪声,Q阵(更新方式)分别设置水平和垂直噪声驱动方差?转化?

          

选择公共卫星函数:selsat

  主要有高度角的限制

基站数据插值函数:intpres

1 检查前一历元基站卫星数目以及当前时间差是否小于门限,返回并记录当前历元信息

        

2 检查与前一历元的时间差:大于2倍门限,返回

        

3 计算前一历元基站观测量下的卫星位置和钟差信息:

       

4 计算前一历元基站观测量非差残差信息:

        

5 残差通过时间推算(????????)

非差残差函数:zdres

1 基站位置有效性检测

        

2 地潮修正,影响多大?原理未知?????

 

   其中,配置项有多重模型,如下:

        

3 ecef转经纬高

        

4 遍历每个卫星,计算残差

         4.1 计算几何距离 俯仰角和方位角

              

         4.2 删除指定卫星,或模式

                  

         4.3 补偿卫星钟差

              

         4.4 对流层延迟模型校正

                

         4.5 天线相位中心校准

                 

         4.6 非差相位和码残差计算(卫星)

           

 

各个卫星非差残差计算函数: zdres_sat

         1 判断是否无电离层组合(双频观测量:可配置: 无电离层组合

                  

         2 检查 波长以及cn0是否有效

                  

         3 无电离层组合

           

  4 各个频点残差计算:

         

利用LAMBDA解整周模糊度函数: resamb_LAMBDA

1 整周模糊度ratio赋初值,并检测是否进行模糊度解算(定位模式,模糊度解算配置项以及模糊度验证门限值

 

2 单差到双差的转移矩阵D求解(转移方式

 

3 根据转移矩阵,求解双差整周模糊度以及协方差阵

 

4 从协方差阵中单独提取整周的协方差阵 整周和状态两种其他项的协方差阵

 

5  lambda/mlambda  整数最小二乘估计(估计结果在b,s中保存了)

 

6  ratio值计算:

 

7  ratio值检测,大于门限值,求解固定解以及固定解的协方差

8  重新存储单差的模糊度

 

Fix and hold模式下模糊度保持: holdamb

进入条件: 连续固定次数大于门限值(默认门限值为0,只要固定就进入)

                            以及固定模式配置为fix and hold

输入xa为固定解(单差模糊度)

 

1 循环遍历各个卫星,查找满足条件的卫星,并设置相应标志位

 

2 计算固定解双差和浮点解双差 的差值,形成量测信息,并更行H阵

 

3 若观测量数量有效,设置R阵,并量测更新