[發明專利]一種衛星導航接收機本地時修正方法及定位方法

有效

• 申請號: 201410222415.3
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103995268A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 張磊;劉碩;李健;劉峰;張麗
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01S19/43
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 付雷杰;楊志兵

技術領域

本發明涉及全球導航衛星系統定位技術領域，具體涉及一種衛星導航接收機本地時修正方法及定位方法。

背景技術

GNSS(Global?Navigation?Satellite?System,全球導航衛星系統)中，每顆GNSS衛星一般都裝備著多臺銣(Rb)原子鐘和銫(Cs)原子鐘，然后GNSS地面監控部分選擇其中的一臺原子鐘作為該衛星上的時間、頻率基準信號源。出于價格上的考慮，GNSS接收機一般采用便宜很多的石英晶體振蕩器作為時間、頻率來源，然而晶體振蕩器沒有銣、銫原子鐘那樣準確、穩定。經過長時間的積累，接收機本地時間會和GNSS的時間相差較多。

GNSS時間和接收機本地時間的偏差稱為接收機鐘差，接收機鐘差δtu可表示為：

δtu=δtCoarse+δt··Δt+σ---(1)]]>

式中δt_Coarse為GNSS時間和接收機本地時間在初始時刻的初始偏差，為接收機鐘漂，Δt為初始時刻和當前時刻的時間間隔，σ為噪聲。

通常在求解接收機位置時可以引入接收機時鐘鐘差δt_u作為未知量，同時求解用戶位置和接收機鐘差，這樣就可以讓頻率穩定性一般的晶體振蕩器作為接收機的頻率源和時間源。然而由于添加了位置參數接收機時鐘鐘差δt_u，至少需要四顆可見星才能定位。如果能盡力使接收機時鐘和GNSS時鐘同步，那么接收機最少需要三顆可見星就能實現三維定位。

目前的現有技術中未查到對接收機本地時進行修正的方法。同時，接收機定位與定時是緊密聯系在一起的，接收機通常需要同時提供定位和授時的功能，接收機時鐘的不同步會影響1PPS(Pulse?Per?Second)的精度，從而導致授時精度降低。

雖然接收機鐘差不會影響到普通單點定位，但是接收機鐘差會影響到接收機中一些增強算法和后續處理：如熱啟動時需要較精準的接收機時間；差分需要觀測量提取時刻對齊等。

修正接收機本地時后，主要會影響到接收機中偽距、載波相位和平滑偽距觀測量的連續性和正確性。GNSS接收機要實現定位必須測量從接收機到各可見星的精確距離。其中主要的測距觀測量為偽距觀測量和載波相位觀測量。偽距是GNSS接收機對衛星信號的一個最基本的距離測量值，是信號接收時間與信號發射時間的差異再乘以光速。

原始偽距的計算公式為：

ρraw(s)=(tu-tSV(s))*vc---(2)]]>

式中t_u為接收機本地時，可有接收機上的時鐘直接讀出；為衛星信號發射時時，可由衛星信號中的z計數、幀計數、比特計數、碼整數和碼相位信息組合得到，s為衛星編號，v_c為光速。