Page 36 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期

1058 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 6 月

改正数中只包含综合后的整周基准模糊度，不影 是，虚拟观测值相比于实际观测值的差分存在一
响用户端的高精度定位。 定的不足，主要是在生成虚拟参考站时内插大气
1.3 灾害应急环境下格网点观测值的生成 误差受环境影响不够准确，使得其误差改正效果
为了兼容用户端效率并降低服务端的计算 不如实际的观测站。虚拟参考站 v 上卫星 s 第 j 频
压力，在生成非差误差改正数的基础上，联合虚 率的伪距和载波相位观测值可以表示为：
s
拟参考站和卫星的几何距离生成虚拟观测值 ［15］ 。 P v,j =
格网点观测值的生成是灾害应急环境下高精度 ( X v - X s ) +(Y v - Y s ) +( Z v - Z s ) +
2
2
2
定位中的关键，直接为用户提供服务，对用户站 s
O ( P u,j ) （15）
的硬件延迟和大气误差进行改正。在灾害应急 s
L v,j =
环境下，虚拟观测值技术的关键在于生成密集的 2 2 2
( X v - X s ) +(Y v - Y s ) +( Z v - Z s ) +
格网点，因为这能够提供更加准确和可靠的观测
s
数值，以更准确、迅速地实时监测和评估灾害影 O ( L u,j ) （16）
s
s
响范围。通过密集的格网点布置可以实现对灾 式中， O ( P u，j )、 O ( L u，j ) 分别为虚拟参考站 v 的伪
害区域的高密度监测，及时掌握灾情变化，为紧 距和载波的非差综合误差改正数，是通过参考站
急救援和灾后恢复提供更精准的支持。 A、B、C 的非差误差改正数以综合误差内插的方
格网点观测值生成是通过周围的参考站内 式 得 到 的 ； ( X v，Y v，Z v ) 为 格 网 点 的 准 确 坐 标 ；
s
s
s
插出格网点的大气误差信息，同时结合接收机端 ( X ，Y ，Z ) 为使用广播星历在测站观测时刻经
和卫星端的误差重新拟合观测值，观测值对于用 过迭代得到的卫星位置。
户误差的削弱程度取决于格网点大气误差内插
2 灾害应急环境下低成本终端高精
的精度，格网点观测值的定位原理如图 1 所示。
度定位

2.1 低成本终端质量控制

在 应 急 情 况 下 ，BDS 用 户 可 能 面 临 信 号 干
扰、定位精度不足、参考站受损导致增强定位信
息失效等问题。这些问题会影响应急定位服务
的 效 率 和 准 确 性 ，给 灾 害 救 援 工 作 带 来 一 定 困
难。相较于测量型接收机，低成本接收终端硬件
质量较差，使得采集的数据受观测噪声、多路径
效应、粗差等影响，质量有一定的差距，利用常规
算法难以持续实现高精度定位。
常规的抗差自适应卡尔曼滤波虽然可以剔
除大部分粗差，但是由于低成本终端的粗差较大
图 1 格网定位原理示意图
且同一历元的观测值较少，因此数据标准化所用
Fig. 1 Diagram of Grid Positioning Principle
到的均值和标准差所受到的影响较大，且 k 0 和 k 1
图中 A、B、C 为 3 个参考站，U 为用户站，用 作为常量阈值不能根据当前历元的整体观测值
户定位时，并不直接生成用户附近的观测值，而 质量进行调整。因此，本文提出了一种基于四分
是按照一定的间隔逐个格网点生成虚拟参考站 位法的抗差建模方法，该方法具有高效且无须数
观测值，生成后的观测值各个格网点、各颗卫星 据先验分布的特点，通过舍弃数据中绝对值较大
保持独立，当用于生成虚拟观测值的各基线所固 的 部 分 ，仅 使 用 数 据 中 心 周 边 的 数 值 来 计 算 阈
定的卫星数不一致时，以所有基线均成功固定的 值，从而避免了异常值对判别标准的影响，相较
卫星为准，可以满足参考站覆盖范围内用户定位 于传统 IGGⅢ权函数，该方法不需要对数据进行
的卫星数。生成虚拟参考站观测值后，用户只需 新 息 值 标 准 化 ，而 是 利 用 四 分 位 法 动 态 确 定 阈
要获取距离自己最近的虚拟观测值以及虚拟格 值，基于这种方法建立的抗差模型可以有效地计
网点的坐标即可进行解算，大大降低服务器的数 算方差膨胀因子，用于评估多元回归模型中自变
据传输压力，增强了定位服务能力。需要注意的 量之间的多重共线性程度。其计算公式为 ［16］ ：