[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

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，涉及衛星導航應用中衛星差分偽距偏差確定與修正技術，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；C、單頻非組合精密單點定位函數模型的構建；D、單頻非組合精密單點定位卡爾曼濾波解算；E、電離層延遲建模以及導航衛星差分偽距偏差的確定；利用單頻接收機實現了導航衛星差分偽距偏差參數的確定，可將現有導航衛星差分偽距偏差估計方法的硬件成本降低90﹪以上，同時，該方法設計合理簡單，提高了效率。本設計不僅成本低，而且效率高。

技術領域

本發明涉及衛星導航應用中衛星差分偽距偏差確定與修正技術，尤其涉及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，主要適用于降低成本、提高效率。

背景技術

衛星差分偽距偏差(DCB)是全球衛星導航系統(GNSS)測距信號在衛星硬件通道內的時延偏差，該參數是嚴重影響GNSS電離層監測與建模精度的系統誤差，同時，它還是多頻GNSS觀測數據綜合處理過程中必須消除的誤差之一。導航衛星DCB參數的確定方法有硬件標定法與軟件估計法兩種，導航衛星通常會直接采用硬件標定法對其DCB參數進行初始測定。但是DCB受到硬件性能、外界環境等多種因素的影響通常會發生變化，實際中必須采用軟件法精確估計DCB參數，以監測和修正其對衛星導航應用的影響。軟件估計法通常是基于實測的雙頻GNSS數據精確確定衛星DCB參數，即用雙頻“無幾何影響”觀測值提取的電離層延遲量對TEC進行全球或區域建模，在建模過程中將DCB作為時不變參數進行同步估計。基于此方法，國際GNSS服務(IGS)組織聯合全球多家電離層分析中心利用全球分布的IGS跟蹤站雙頻觀測數據連續計算并定期發布了GNSS衛星的差分偽距偏差產品。但是，實施該方法需要布設多臺測地型雙頻GNSS接收機，用以連續地采集導航衛星的雙頻偽距和相位觀測值，硬件投入較大。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的成本高、效率低的缺陷與問題，提供一種成本低、效率高的基于單頻導航衛星數據確定衛星差分偽距偏差的方法。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：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，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??；

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；