[發明專利]基于單頻導航衛星數據確定衛星差分偽距偏差的方法

有效

• 申請號: 201710400859.5
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107356947B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 袁運斌;張紅星;張寶成;李敏;張嘯
• 申請（專利權）人: 中國科學院測量與地球物理研究所
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37;G01S19/42
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229
• 代理人: 劉牧

1.一種基于單頻導航衛星數據確定衛星差分偽距偏差的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

A、單頻GNSS原始觀測數據的采集以及精密衛星軌道、鐘差產品的獲取；

B、單頻GNSS非組合偽距和相位觀測方程的構建

經由線性化，原始非組合單頻GNSS偽距和相位觀測方程可表示為：

式(1)中，s和r分別為衛星、接收機；i為歷元號；j為頻率號；和分別為偽距與相位觀測量；包含了與頻率無關項：站星距、對流層延遲、觀測噪聲及若干非模型化誤差；dt_r，i和分別為接收機鐘差和衛星鐘差；d_r，i和分別為接收機和衛星偽距硬件延遲；為第i頻率上電離層斜延遲；為模糊度參數；

C、單頻非組合精密單點定位函數模型的構建

a、基于各導航系統首個頻率j＝1上的觀測數據和精密衛星軌道、鐘差產品構建單頻非組合精密單點定位函數模型；

b、消秩虧處理

合并和可得衛星差分偽距偏差參數

式(2)中，為消電離層組合衛星偽距硬件延遲參數，為首個頻率上的衛星偽距硬件延遲；

合并兩類接收機端的未知參數dt_r，i和d_r，1，得形為的有偏接收機鐘差；

定義和為基準，則可得形為的可估電離層斜延遲，其中，為首歷元有偏接收機鐘差；

c、至少聯合前兩個歷元的觀測數據進行濾波初始化，建立滿秩的單頻非組合精密單點定位函數模型：

單頻非組合精密單點定位函數模型的設計矩陣為：

式(4)中，第一列對應位置參數與對流層參數，第二列對應接收機鐘差項，第三列對應模糊度參數，第四、五列分別對應第一、二個歷元電離層參數，從第二個歷元開始逐歷元濾波解算，且接收機鐘差參數可估；

初始化之后，假定當前歷元即第二個歷元之后觀測到m顆衛星，聯合所有衛星可得2m首個頻率上的偽距P與相位Φ觀測方程，具體形式如下：

式(5)中，Y_i為第i個歷元觀測值向量，形式如

式(5)中，A_，i為第i個歷元狀態轉移矩陣，為待估參數向量，ε_y為未被模型化的噪聲；

D、單頻非組合精密單點定位卡爾曼濾波解算

從第二個歷元開始逐歷元卡爾曼濾波解算，過程描述如下：

時間預報：

式(7)中，和D_i，i-1分別為待估參數一步時間預報值及其預報協方差陣，Φ為狀態轉移矩陣；

新息向量：

式(8)中，和為新息向量及其協方差陣，Y為觀測值向量，A為單頻非組合精密單點定位函數模型的設計矩陣，為先驗單位權方差，Q為觀測值噪聲的協方差陣；

增益矩陣K為：

狀態向量更新：

式(10)中，和D_i即為參數X在第i歷元的卡爾曼濾波值及協方差陣；

E、電離層延遲建模以及導航衛星差分偽距偏差的確定

將由步驟D估計得到的作為本步驟的輸入信息，進行電離層延遲的建模，估計電離層延遲模型系數，同步實現衛星差分偽距偏差參數的確定。

2.根據權利要求1所述的一種基于單頻導航衛星數據確定衛星差分偽距偏差的方法，其特征在于：步驟A中，所述單頻GNSS原始觀測數據的采集是指：利用單頻GNSS接收機EVK–M8T作為硬件平臺，采集導航衛星的單頻觀測數據，采樣率為30s；所述精密衛星軌道、鐘差產品的獲取是指：通過國際GNSS服務組織IGS網站獲取精密衛星軌道、鐘差產品。