[發(fā)明專利]一種適用于中低緯區(qū)域GNSS接收機(jī)的電離層TEC實(shí)時(shí)估計(jì)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011309296.7
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN112433234A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐明;陳亮;馬寶田;熊雯;馮健;於曉;甄衛(wèi)民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電波傳播研究所（中國電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所）
• 主分類號(hào): G01S19/20
• 分類號(hào): G01S19/20;G01S19/21;G01S19/37
• 代理公司: 青島博雅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37317
• 代理人: 封代臣

本發(fā)明公開了一種適用于中低緯區(qū)域GNSS接收機(jī)的電離層TEC實(shí)時(shí)估計(jì)方法，包括如下步驟：步驟1，計(jì)算基于偽距觀測的電離層TEC：步驟2，計(jì)算基于載波相位的電離層TEC：步驟3，計(jì)算基于載波相位平滑偽距的電離層TEC：步驟4，構(gòu)建垂直TEC與接收機(jī)差分碼偏差的函數(shù)：步驟5，解算接收機(jī)的差分碼偏差：步驟6，計(jì)算接收機(jī)過去14天差分碼偏差均值：步驟7，計(jì)算GNSS接收機(jī)的TEC測量值并輸出。本發(fā)明所公開的方法，提供了一種適用于中低緯區(qū)域GNSS接收機(jī)的電離層TEC實(shí)時(shí)估計(jì)方法，該方法能夠在閃爍和電離層擾動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)較高精度的電離層TEC實(shí)時(shí)估計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電離層探測技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種適用于中低緯區(qū)域GNSS接收機(jī)的電離層TEC實(shí)時(shí)估計(jì)方法。

背景技術(shù)

電離層是星地鏈路間重要的傳輸媒介，電離層的擾動(dòng)變化會(huì)對穿越其間的無線電信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響效應(yīng)，準(zhǔn)確感知電離層的變化對優(yōu)化短波通信、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、測控監(jiān)視等諸多無線電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，保障這些無線電信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要意義。自上世紀(jì)90年代以來，隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)的逐步完善，利用地基密集的GNSS接收機(jī)監(jiān)測電離層的時(shí)空變化獲得了巨大的成功。隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)的發(fā)展，基于GNSS手段探測電離層變化已成為電離層探測技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要的發(fā)展方向。

目前，現(xiàn)有的GNSS接收機(jī)單機(jī)實(shí)時(shí)測量電離層絕對TEC需要依賴于地面多個(gè)GNSS接收器對衛(wèi)星的交叉視線完成，但需要組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，對于單機(jī)觀測而言，其TEC估計(jì)誤差較大，主要有兩方面的原因：在缺乏其它輔助數(shù)據(jù)的條件下，單個(gè)GNSS接收機(jī)實(shí)時(shí)電離層總電子含量(TEC)估計(jì)需要同時(shí)估計(jì)多顆GNSS衛(wèi)星以及接收機(jī)的硬件延遲量，參量方程求解存在病態(tài)的可能性，導(dǎo)致TEC求解存在較大誤差；此外，由于存在強(qiáng)時(shí)空變化梯度和F區(qū)不規(guī)則性，低緯區(qū)域GNSS實(shí)時(shí)估計(jì)電離層TEC尚面臨許多挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種適用于中低緯區(qū)域GNSS接收機(jī)的電離層TEC實(shí)時(shí)估計(jì)方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種適用于中低緯區(qū)域GNSS接收機(jī)的電離層TEC實(shí)時(shí)估計(jì)方法，其改進(jìn)之處在于，包括如下步驟：

步驟1，計(jì)算基于偽距觀測的電離層TEC：

利用GNSS接收機(jī)L1和L2頻段上的偽距測量來獲得每個(gè)GNSS衛(wèi)星沿可視路徑的TEC的估計(jì)，基于偽距觀測的電離層TEC可以表示為：

TEC_P＝α[(P₂-P₁)-(B_R-B_S)+D_P+E_P] (1)

式中：α是與頻段L1、L2相關(guān)的常數(shù)，P₁是L1頻段上的偽距測量值，P₂是L2頻段上的偽距測量值，B_R是接收機(jī)差分碼偏差，B_S是衛(wèi)星差分碼偏差，D_P是偽距多徑誤差，E_P是偽距測量噪聲；

步驟2，計(jì)算基于載波相位的電離層TEC：

利用GNSS接收機(jī)L1和L2頻段上的載波相位測量來獲得每個(gè)GNSS衛(wèi)星沿可視路徑的TEC的估計(jì)，基于載波相位觀測的電離層TEC可以表示為：

TEC_L＝β[(L₁-(f₁/f₂)L₂)-(N₁-(f₁/f₂)N₂)+D_L+E_L] (2)