[發(fā)明專利]基于單頻導(dǎo)航原始觀測量地面處理的高精度測定軌方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710055239.2
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN106802153B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳友華;張強(qiáng);姜巖;撒文彬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號(hào): G01C21/24
• 分類號(hào): G01C21/24;G01S19/37
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發(fā)明提供了一種基于單頻導(dǎo)航原始觀測量地面處理的高精度測定軌方法，其包括步驟一、獲取原始觀測量并下傳、步驟二、準(zhǔn)實(shí)時(shí)軌道動(dòng)力學(xué)平滑處理、步驟三、事后單頻精密定軌處理，星載導(dǎo)航接收機(jī)將實(shí)時(shí)獲取的導(dǎo)航衛(wèi)星原始觀測量下傳地面，地面采用準(zhǔn)實(shí)時(shí)軌道動(dòng)力學(xué)平滑處理和事后單頻精密定軌處理方法，將衛(wèi)星測定軌精度從10米量級(jí)提高到0.2米，成功解決了衛(wèi)星自主測定軌精度低從而限制了衛(wèi)星應(yīng)用的問題，從地面處理上取得突破，取得了降低衛(wèi)星復(fù)雜度、有效提高衛(wèi)星測定軌精度、提高了衛(wèi)星應(yīng)用能力等有益效果，對于我國后續(xù)配置單頻BDS、GPS接收機(jī)的衛(wèi)星創(chuàng)造了一個(gè)新的提高測定軌精度的方法，該發(fā)明在本領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用將十分廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測定軌方法，具體地，涉及一種基于單頻導(dǎo)航原始觀測量地面處理的高精度測定軌方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星上搭載高動(dòng)態(tài)單頻GPS(美國全球定位系統(tǒng))、BDS(中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))接收機(jī)，能夠?qū)崟r(shí)獲取GPS和BDS導(dǎo)航信號(hào)在第一頻率上的測距碼、載波相位和多普勒等觀測值，同時(shí)根據(jù)接收到的導(dǎo)航電文信息利用原始觀測量自主確定衛(wèi)星位置和速度，但是，由于單頻觀測值中電離層延遲難以精確模型化，導(dǎo)航電文中發(fā)布的導(dǎo)航衛(wèi)星軌道和鐘差精度有限，星載接收機(jī)計(jì)算能力有限，實(shí)時(shí)定軌算法中難以考慮精確的觀測模型和動(dòng)力學(xué)模型，因而星上定軌獲取的衛(wèi)星位置和速度精度較差，難以滿足衛(wèi)星應(yīng)用的要求，因此，必須在提高衛(wèi)星測定軌精度上提供一種新的方法解決上述問題,目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于單頻導(dǎo)航原始觀測量地面處理的高精度測定軌方法，星載導(dǎo)航接收機(jī)將實(shí)時(shí)獲取的導(dǎo)航衛(wèi)星原始觀測量下傳地面，地面采用準(zhǔn)實(shí)時(shí)軌道動(dòng)力學(xué)平滑處理和事后單頻精密定軌處理方法，將衛(wèi)星測定軌精度從10米量級(jí)提高到0.2米，成功解決了衛(wèi)星自主測定軌精度低從而限制了衛(wèi)星應(yīng)用的問題，從地面處理上取得突破，取得了降低衛(wèi)星復(fù)雜度、有效提高衛(wèi)星測定軌精度、提高了衛(wèi)星應(yīng)用能力等有益效果，對于我國后續(xù)配置單頻BDS、GPS接收機(jī)的衛(wèi)星創(chuàng)造了一個(gè)新的提高測定軌精度的方法，該發(fā)明在本領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用將十分廣泛。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于單頻導(dǎo)航原始觀測量地面處理的高精度測定軌方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，獲取原始觀測量并下傳；

步驟二，準(zhǔn)實(shí)時(shí)軌道動(dòng)力學(xué)平滑處理；

步驟三，事后單頻精密定軌處理。

優(yōu)選地，所述步驟一獲取原始觀測量并下傳中，衛(wèi)星裝載高動(dòng)態(tài)單頻BDS、GPS接收機(jī)，以1秒的高采樣率實(shí)時(shí)獲取BDS和GPS導(dǎo)航信號(hào)在第一頻率上的測距碼、載波相位和多普勒觀測值，同時(shí)根據(jù)接收到的導(dǎo)航電文信息利用原始觀測量自主確定衛(wèi)星位置和速度，導(dǎo)航接收機(jī)按照約定的格式將原始觀測量、實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)組幀，存儲(chǔ)到固態(tài)存儲(chǔ)器里，通過高速數(shù)據(jù)傳輸通道下傳地面，同時(shí)下傳的還有衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述步驟二準(zhǔn)實(shí)時(shí)軌道動(dòng)力學(xué)平滑處理中，準(zhǔn)實(shí)時(shí)軌道動(dòng)力學(xué)平滑處理采用軌道擬合方法，具體是將星上確定的衛(wèi)星位置作為觀測量來擬合衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方程，求解衛(wèi)星在參考時(shí)刻的位置速度和指定的動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)，在衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程中考慮作用在衛(wèi)星上的力有地球球形二體引力、地球非球形引力攝動(dòng)、太陽系天體引力攝動(dòng)、相對論效應(yīng)攝動(dòng)、地球固體潮汐攝動(dòng)、地球海洋潮汐攝動(dòng)、固體極移潮汐攝動(dòng)、海洋極移潮汐攝動(dòng)、大氣阻力攝動(dòng)、太陽光壓攝動(dòng)，此外，為了吸收未精確考慮、難以模型化、未知的其它力，在衛(wèi)星軌道切向和法向上附加正余弦周期性的經(jīng)驗(yàn)加速度。