[發明專利]一種衛星精密定軌方法及裝置

在審

• 申請號: 201811627358.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109520512A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 劉歡
• 申請（專利權）人: 上海海積信息科技股份有限公司
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24;G01S19/44;G01S19/42
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明實施例公開了一種衛星精密定軌方法及裝置，所述方法包括：獲取地面接收機確定的導航衛星的第一觀測數據和低軌衛星接收機確定的所述導航衛星的第二觀測數據；確定所述地面接收機的第一觀測方程和所述低軌衛星接收機的第二觀測方程；根據所述第一觀測數據和所述第二觀測數據，解算所述第一觀測方程和所述第二觀測方程，從而確定所述導航衛星的軌道位置。

技術領域

本發明涉及衛星導航技術，尤其涉及一種衛星精密定軌方法及裝置。

背景技術

衛星導航定位系統(GNSS)能夠提供全球范圍內實時的定位服務，并在世界各國的許多行業中得到了廣泛的應用。目前標準的GNSS定位技術精度大約為5-10米。對于精度要求更高的應用，通常需要使用精密定位的方法。用戶通過接收導航衛星發送的導航信號，并以導航衛星作為動態己知點，利用偽距等觀測信息實時地測定運動載體的在航位置和速度，進而完成導航。

實時獲取精確的衛星軌道，是實現精密衛星導航定位的關鍵技術。目前，為提高導航精度，衛星導航系統還可以包括衛星導航增強系統主要分為星基增強系統(SBAS)和地基增強系統(GBAS)兩大類。星基增強系統如美國的廣域增強系統(WAAS)、俄羅斯的差分校正和監測系統(SDCM)等，地基增強系統如美國的局域增強系統(LAAS)等。使用增強系統之后，衛星靜態定位精度可以達到厘米級，動態精度可以達到米級(車道級)。

目前，衛星軌道的確定方法主要包括3種：地面監測站定軌、星上自主定軌和事后精密定軌。目前，GNSS系統，包括GPS，GLONASS，BDS等都使用少數的地面跟蹤站實現軌道全弧段觀測，然后計算和預報衛星軌道，上注到導航衛星。

地基增強通過提供差分修正信號，可達到提高衛星導航精度的目的；優化后的定位精度可以從毫米級至亞米級不等。基于連續運行的永久參考站，解算出的修正數包括區域信號(類似CORS信號)和廣域差分信號(類似SBAS)，播發方式包括移動網絡/UHF電臺/同步衛星等。基于地基增強系統播發非差綜合改正信息的方式改正流動站處相應誤差，從而達到模糊度參數與位置參數的快速分離，可在幾個歷元內固定模糊度參數，實現實時的差分定位，如RTK等，具有高精度、高實時性等優勢，目前地基增強系統中的精密定位的方法有差分定位方法和精密單點定位方法。其中，差分定位方法包括局域差分方法和廣域差分方法。廣域差分方法和精密單點定位都需要通過地面監測網的數據計算出各自精密的信號偏差，精密軌道等，然后在用戶端使用這些精密軌道和鐘差精細改正來提高定位精度。局域差分方法主要是將參考站的觀測數據和坐標直接播放給用戶，在用戶端通過觀測值差分的方式消除各自誤差的影響，實現高精度相對定位。但是，廣域差分方法缺乏精密電離層模型支持，需要20-30分鐘收斂才能獲得厘米級的定位結果；局域差分方法中，需要用戶接收機與參考站之間的距離在一定范圍內，對地基監測網絡布站密度要求較高。

SBAS(Satellite-Based Augmentation System)星基增強系統，通過地球靜止軌道(GEO)衛星搭載衛星導航增強信號轉發器，可以向用戶播發星歷誤差、衛星鐘差、電離層延遲等多種修正信息，實現對于原有衛星導航系統定位精度的改進，從而成為各航天大國競相發展的手段。

星上自主定軌是依靠星上的GNSS接收機或慣性測量單元進行軌道確定，其中，基于GNSS觀測值的星上自主定軌方法能提供實時自主連續的衛星軌道，但是，由于受GNSS導航衛星廣播星歷的軌道誤差和鐘差的影響，基于GNSS觀測值的星上自主定軌通常只能獲得數米量級的定軌精度。為獲得高精度的定軌，星基增強衛星主要分布在GEO軌道，分為面向民航等用戶的廣域差分完好性增強與面向測繪等高精度用戶的廣域精密定位增強，具備廣域覆蓋的特點，但是目前的廣域精密定位技術收斂時間長，難以形成面實時性要求較高的PNT應用，需要解決其收斂時間較慢的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種衛星精密定軌方法及裝置，用于有效提高精密定軌的收斂時間。

本發明實施例提供一種衛星精密定軌方法，該方法包括：