[發明專利]基于多星座系統時差自主檢測的授時信號切換融合方法

有效

• 申請號: 201410506239.6
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104238353B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 賈小波;鄒世合;吳淑琴;謝成玉;趙平麗
• 申請（專利權）人: 鄭州威科姆科技股份有限公司
• 主分類號: G04R20/02
• 分類號: G04R20/02
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司41111
• 代理人: 陳大通

技術領域

本發明涉及衛星授時技術領域，特別是涉及一種基于多星座系統時差自主檢測的授時信號切換融合方法。

背景技術

目前美國GPS俄羅斯GLONASS歐盟計劃建造的GALILEO(伽利略)系統，以及我國在北斗衛星導航試驗系統基礎上在建的北斗第二代衛星導航系統是世界上四個規模最大的全球導航衛星系統由于各系統的導航側重點略有差異，其星座設計互不相同，加上衛星信號易受環境干擾和遮蔽，單獨使用某一個全球導航衛星系統進行定位授時，會在特定區域出現可靠性精度和完整性缺失較大的問題，難以滿足高需求定位授時，因此將四大定位系統進行有效組合，發揮各系統的定位優勢，獲得高精度高可靠性的定位性能具有重要意義。

衛星授時是衛星導航系統的一項重要功能，衛星授時廣泛應用在電信、電力、金融等關系國計民生的要害部門，單一的衛星授時系統要么存在安全隱患，要么系統的可靠性得不到保證，多星座聯合定位、授時是應用領域的趨勢，目前市場上也多出現了雙模或多模授時產品，但多采用模塊級的融合方案，即在授時模塊輸出的授時信號1PPS層級進行融合，在進行不同衛星導航系統授時信號的切換時，由于系統時差的存在導致1PPS授時信號抖動幅度過大，造成授時信號性能下降，本文提到的基于多星座系統時差自主檢測的授時融合方法，很好的解決了這個問題。

發明內容

本發明針對多星座授時接收機授時信號在系統切換時出現的相位漂移現象現有問題，提供了一種基于多星座系統時差自主檢測的授時信號切換融合方法。

本發明的技術方案是：一種基于多星座系統時差自主檢測的授時信號切換融合方法，主要包括如下步驟：步驟1：系統時差計算；步驟2：對計算的時差進行自主檢測；步驟3：對本地鐘差數據進行補償校正。

進一步地，步驟1中所述系統統時差的計算方法為：設多星座導航系統中授時信號待切換的兩個不同導航系統分別用A、B表示，A與本地時標的偏差為τ_a，B與本地時標的偏差為τ_b，接收機本地坐標為x_u、y_u、z_u，其中，τ_a、τ_b、x_u、y_u、z_u通過估計理論計算求得，|τ_a-τ_b|即為接收機獲取的A和B的系統時差。

進一步地，步驟2中對計算的時差進行自主檢測的具體步驟包括：

步驟2.1：以跟蹤衛星數大于M顆，衛星DOP值小于N，估值殘差RMS小于Q為檢測標準(M、N、Q根據具體情況設定)，當達到標準時，記錄此刻的系統時差為有效系統時差；

步驟2.2：對判斷有效的系統時差進行進一步處理，設置一個固定時間常數t，在設置的固定時間常數t內，對所有的有效系統時差進行統計分析，首先對這些系統時差值進行差分檢測，判斷時差值是否有階躍變化，如果有階躍變化且階躍值大于設定門限則認為此段固定時間常數內的系統時差不可用；如果經上述判斷此段時間的系統時差可用，則對這段時間內的系統時差進行排序處理，并選取中間一段數據進行均值計算，把此均值作為此段時間內的最佳系統時差。

步驟2.2選取的最佳系統時差用來進行本地鐘差的補償修正，修正后的A、B衛星導航系統的本地鐘差分別為：其中τ′_a、τ′_b分別為A修正后的本地鐘差及B修正后的本地鐘差。

進一步地，步驟2.1和步驟2.2之間還設有步驟2.1.1：在判斷系統時差是否有效的同時記錄相應的跟蹤衛星數、DOP值、估值殘差RMS，用以標記此記錄的系統時差的可信度；步驟2.2之后還設有步驟2.3：統計最佳系統時差時間段內的衛星數、衛星DOP值及估值殘差RMS，這三個參量的大小可以通過值域調整及加權平均的方法進行量化，以方便進行不同時間段內系統時差可信度的比較。

進一步地，重復步驟2.1、步驟2.1.1、步驟2.2、步驟2.3，然后與之前時間段內的系統時差可信度量化值進行比較，如果當前系統時刻可信度量化值大于之前系統時差可信度量化值則更新系統時差，使更新后的系統時差為本地鐘差補償用系統時差。

本發明的有益效果是：本發明所提供的方法在工程實踐中，實施簡單有效，運行穩定可靠，較好解決了不同衛星導航系統下授時信號的融合問題。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明；

圖1：本發明工作流程示意圖。

具體實施方式