[發(fā)明專(zhuān)利]基于偏置星載加速度計(jì)的GNSS衛(wèi)星精密定軌增強(qiáng)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011029753.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112146663B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒賢才;李建成;魏輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/24
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/24;G01C21/12;G01S19/11;G01S19/33;G01S19/29
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴(yán)彥

1.一種基于偏置星載加速度計(jì)的GNSS衛(wèi)星精密定軌增強(qiáng)方法，其特征在于：所述偏置星載加速度計(jì)設(shè)置在偏離GNSS衛(wèi)星質(zhì)心的位置，定軌過(guò)程包括以下步驟，

步驟a，選取全球均勻分布的IGS跟蹤站提供的GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)以及GNSS衛(wèi)星偏置星載加速度計(jì)數(shù)據(jù)；所述GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)中包含偽距觀(guān)測(cè)值和載波相位觀(guān)測(cè)值；其中，IGS表示國(guó)際GNSS服務(wù)；

步驟b，對(duì)步驟a中得到的全球跟蹤站GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和GNSS衛(wèi)星偏置星載加速度計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括粗差探測(cè)、GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)周跳探測(cè)、模型改正和偏置星載加速度計(jì)數(shù)據(jù)歸算，得到GNSS衛(wèi)星質(zhì)心處的非保守力加速度；

步驟c，利用步驟b所得數(shù)據(jù)預(yù)處理后的全球跟蹤站GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和星載加速度計(jì)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，結(jié)合檢校后的非保守力加速度和GNSS衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)模型，建立GNSS衛(wèi)星的軌道積分和變分方程；

步驟d，利用步驟c所得GNSS衛(wèi)星的軌道積分和變分方程，解算GNSS衛(wèi)星軌道初始參數(shù)、GNSS衛(wèi)星鐘差和星載加速度計(jì)校準(zhǔn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)基于偏置星載加速度計(jì)增強(qiáng)的GNSS衛(wèi)星精密定軌。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于偏置星載加速度計(jì)的GNSS衛(wèi)星精密定軌增強(qiáng)方法，其特征在于：步驟a的實(shí)現(xiàn)方式包括如下子步驟，

步驟a1，隨機(jī)選取IGS跟蹤站，若跟蹤站數(shù)量小于預(yù)設(shè)的相應(yīng)閾值N₁，則繼續(xù)選取下一個(gè)跟蹤站，否則進(jìn)入步驟a2；

步驟a2，獲取步驟a1所選取的IGS跟蹤站的GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和GNSS衛(wèi)星偏置星載加速度計(jì)數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計(jì)已獲取數(shù)據(jù)的GNSS衛(wèi)星數(shù)量，若GNSS衛(wèi)星數(shù)量小于預(yù)設(shè)的相應(yīng)閾值N₂，則進(jìn)入步驟a1繼續(xù)選擇新的IGS跟蹤站，否則進(jìn)入步驟a3；

步驟a3，判斷已選取的IGS跟蹤站是否全球分布均勻，若分布不均勻，則刪除較密集區(qū)域的部分IGS跟蹤站及其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)后，進(jìn)入步驟a1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于偏置星載加速度計(jì)的GNSS衛(wèi)星精密定軌增強(qiáng)方法，其特征在于：步驟b的實(shí)現(xiàn)方式包括如下子步驟，

步驟b1，對(duì)IGS跟蹤站的GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的偽距觀(guān)測(cè)值進(jìn)行粗略的數(shù)據(jù)編輯，獲取數(shù)據(jù)編輯后的偽距觀(guān)測(cè)值Pc，然后遍歷進(jìn)行粗差探測(cè)，如編輯后的偽距觀(guān)測(cè)值Pc大于預(yù)設(shè)的相應(yīng)閾值P_i，則標(biāo)記相應(yīng)觀(guān)測(cè)歷元后剔除，否則不做數(shù)據(jù)標(biāo)記；

步驟b2，對(duì)IGS跟蹤站的GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的載波相位觀(guān)測(cè)值進(jìn)行粗略的數(shù)據(jù)編輯，獲取數(shù)據(jù)編輯后的載波相位觀(guān)測(cè)值Lc，然后遍歷進(jìn)行周跳探測(cè)，如數(shù)據(jù)編輯后的載波觀(guān)測(cè)值Lc大于預(yù)設(shè)的相應(yīng)閾值L_i，則標(biāo)記相應(yīng)觀(guān)測(cè)歷元發(fā)生周跳，否則不做周跳標(biāo)記；

步驟b3，利用粗差探測(cè)和周跳探測(cè)后的GNSS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行模型改正，計(jì)算改正后的GNSS偽距觀(guān)測(cè)值和載波相位觀(guān)測(cè)值

步驟b4，對(duì)偏置的GNSS衛(wèi)星星載加速度計(jì)的觀(guān)測(cè)值進(jìn)行數(shù)據(jù)歸算，根據(jù)GNSS衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)模型，顧及重力梯度和衛(wèi)星姿態(tài)旋轉(zhuǎn)的影響，計(jì)算GNSS衛(wèi)星質(zhì)心處的非保守力加速度如下：

其中，V_ij為GNSS衛(wèi)星質(zhì)心處地球重力場(chǎng)在不同方向i和j上對(duì)應(yīng)的重力梯度，i,j＝x,y,z，x,y,z表示星固系的三個(gè)方向；為星載加速度計(jì)質(zhì)心到GNSS衛(wèi)星質(zhì)心的向量；為GNSS衛(wèi)星的角速度，為對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，為衛(wèi)星機(jī)動(dòng)的加速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于偏置星載加速度計(jì)的GNSS衛(wèi)星精密定軌增強(qiáng)方法，其特征在于：步驟c的實(shí)現(xiàn)方式包括如下子步驟，

步驟c1，利用步驟b中得到的GNSS衛(wèi)星質(zhì)心處的非保守力加速度計(jì)算檢校后的非保守力加速度

步驟c2，利用檢校后的非保守力加速度和GNSS衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算不同時(shí)刻GNSS衛(wèi)星狀態(tài)之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣Φ(t,t₀)，其中Φ(t,t₀)需滿(mǎn)足條件和為GNSS衛(wèi)星在t₀和t時(shí)刻的狀態(tài)；

步驟c3，利用步驟b改正后得到的t時(shí)刻GNSS偽距觀(guān)測(cè)值和載波相位觀(guān)測(cè)值建立與GNSS衛(wèi)星初始狀態(tài)的關(guān)系。