[發(fā)明專利]一種基于北斗短報文的低軌衛(wèi)星實時精密定軌方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011163369.6
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112415550A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文文;李敏;鄭佳偉;方榮新;趙齊樂
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G01S19/41
• 分類號: G01S19/41;G01S19/07;G01S19/08;G01S19/25;G01S19/29;H04W4/14;H04B7/185
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡琦旖

1.一種基于北斗短報文的低軌衛(wèi)星實時精密定軌方法，其特征在于，為低軌衛(wèi)星配置星載接收機，包括以下步驟：

S11、地面監(jiān)測站通過采集衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本導(dǎo)航定位信息獲得地面監(jiān)測站基本導(dǎo)航定位信息，并將所述地面監(jiān)測站基本導(dǎo)航定位信息發(fā)送到地面主控站；

S12、所述地面主控站根據(jù)自身的物理位置信息和所述地面監(jiān)測站基本導(dǎo)航定位信息生成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息，并將所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息發(fā)送到上行注入站；

S13、所述上行注入站將所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息發(fā)送到北斗三號衛(wèi)星；

S14、所述北斗三號衛(wèi)星利用短報文通信功能，廣播播發(fā)所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息；

S15、低軌衛(wèi)星接收到所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息后，聯(lián)合所述低軌衛(wèi)星的星載接收機接收到的低軌衛(wèi)星基本導(dǎo)航定位信息，進行實時精密定軌。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗短報文的低軌衛(wèi)星實時精密定軌方法，其特征在于，所述步驟S12包括以下子步驟：

S121、所述地面主控站根據(jù)自身的物理位置信息和所述地面監(jiān)測站基本導(dǎo)航定位信息生成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精密軌道、鐘差產(chǎn)品；

S122、所述地面主控站根據(jù)所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精密軌道、鐘差產(chǎn)品和所述地面監(jiān)測站基本導(dǎo)航定位信息中的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)廣播星歷計算生成所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息，并將所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息發(fā)送到所述上行注入站。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于北斗短報文的低軌衛(wèi)星實時精密定軌方法，其特征在于，所述步驟S121的具體實現(xiàn)方式為：

構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測模型；

所述地面主控站根據(jù)自身的物理位置信息和所述地面監(jiān)測站基本導(dǎo)航定位信息對所述觀測模型進行線性化處理；

采用最小二乘法計算線性化處理后的觀測模型，生成所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精密軌道、鐘差產(chǎn)品。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于北斗短報文的低軌衛(wèi)星實時精密定軌方法，其特征在于，采用最小二乘法計算線性化處理后的觀測模型之前，預(yù)先配置基準約束條件；在所述基準約束條件下，采用最小二乘法計算線性化處理后的觀測模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于北斗短報文的低軌衛(wèi)星實時精密定軌方法，其特征在于，所述步驟S122的具體實現(xiàn)方式為：

根據(jù)所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精密軌道、鐘差產(chǎn)品計算獲得精密星歷的衛(wèi)星位置和精密鐘差的衛(wèi)星鐘差，根據(jù)所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)廣播星歷計算獲得廣播星歷的衛(wèi)星位置和廣播星歷的衛(wèi)星鐘差；

將所述精密星歷的衛(wèi)星位置與所述廣播星歷的衛(wèi)星位置作差處理，生成協(xié)議地固系XYZ方向上的坐標改正數(shù)，將所述精密鐘差的衛(wèi)星鐘差與所述廣播星歷的衛(wèi)星鐘差作差處理，生成鐘差改正數(shù)；

將所述協(xié)議地固系XYZ方向上的坐標改正數(shù)分別對應(yīng)地轉(zhuǎn)換到衛(wèi)星的徑向、切向和法向上，生成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)軌道差分改正信息；

將所述鐘差改正數(shù)作平均處理，得到鐘差改正數(shù)平均值，并將所述鐘差改正數(shù)減去所述鐘差改正數(shù)平均值，獲得衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)鐘差差分改正信息；

所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)軌道差分改正信息和所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)鐘差差分改正信息構(gòu)成所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗短報文的低軌衛(wèi)星實時精密定軌方法，其特征在于，所述步驟S14的具體實現(xiàn)方式為：

在全球范圍內(nèi)，通過所述北斗三號衛(wèi)星的全球短報文功能，廣播播發(fā)所述低軌衛(wèi)星的可視衛(wèi)星的所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息；

同時在境內(nèi)及周邊區(qū)域，通過所述北斗三號衛(wèi)星的區(qū)域短報文功能，廣播播發(fā)全星座的所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分改正信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于北斗短報文的低軌衛(wèi)星實時精密定軌方法，其特征在于，在全球范圍內(nèi)，所述北斗三號衛(wèi)星根據(jù)所述低軌衛(wèi)星的預(yù)報軌道和所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的預(yù)報軌道獲得所述低軌衛(wèi)星的可視衛(wèi)星信息。