[發明專利]衛星端初始相位偏差與硬件延遲參數解算方法及裝置

有效

• 申請號: 202011360752.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112558123B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 謝廣錢;何穆;勞慈航;賈沐
• 申請（專利權）人: 北京航天長城衛星導航科技有限公司
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 葉帥東

本發明屬于衛星信號技術領域，具體涉及衛星端初始相位偏差與硬件延遲參數解算方法及裝置，所述方法執行以下步驟：步驟1：采集衛星的多系統觀測信號，對采集到的信號進行基于門限的信號分解，分別得到門限內信號和門限外信號；步驟2：對于門限內信號，通過平滑差分計算電離層TEC混沌序列；對于門限外信號，將信號轉換為序列；步驟3：基于計算得到的電離層TEC混沌序列，構建觀測方程，求解硬件延遲參數；步驟4：基于得到的序列，使用預先建立的模板序列，進行序列相位偏差計算。其利用采集到的衛星的多系統觀測信號，對信號進行分解，基于分解后得到的門限內信號與門限外信號進行計算，實現了同步計算相位偏差計算和延遲參數解算。

技術領域

本發明屬于衛星信號技術領域，具體涉及衛星端初始相位偏差與硬件延遲參數解算方法及裝置。

背景技術

電離層TEC作為電離層重要參量之一，無論是在電離層研究還是衛星導航等領域均得到廣泛應用。利用GNSS衛星對電離層TEC的獲取，具有方便簡易、測量精度高、時空連續性好等特點，歷來作為電離層TEC的主要測量手段之一，因此對TEC準確的測量、計算和數據評估分析具有十分重要的現實意義。

GNSSTEC的測量中，存在著很多可能引起誤差的方面，如多路徑、周跳、對流層延遲等，其中一項重要的誤差源是硬件時延誤差。它是由于GPS衛星和GPS接收機的硬件通道對GPS信標的兩個頻段的信號時延不能做到完全一致而引起的硬件偏差，又稱為本底誤差。一般認為利用GPS數據提取電離層TEC時，系統的硬件延遲為其主要誤差源。GPSTEC測量的硬件誤差按引入的環節不同分為接收機硬件偏差和衛星硬件偏差兩部分。

對于如何提高臺站硬件延遲的標定精度，是影響電離層TEC解算的關鍵環節之一。目前國內外的電離層TEC解算算法中，去除觀測儀器的硬件延遲成為了解算的重中之重。國內外很多研究者都在GPSTEC的硬件誤差上做了相關研究和探討，也給出了很多硬件延遲的計算方法，如Coster提出的單站直接解算法、Prasad提出的多站多項式擬合法等。

發明內容

本發明的主要目的在于提供衛星端初始相位偏差與硬件延遲參數解算方法及裝置，其利用采集到的衛星的多系統觀測信號，對信號進行分解，基于分解后得到的門限內信號與門限外信號進行計算，實現了同步計算相位偏差計算和延遲參數解算，同時，分解后得到的信號中，門限內信號利于延遲參數解算，門限外信號利于相位偏差計算，提升了計算結果的準確性。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

衛星端初始相位偏差與硬件延遲參數解算方法，所述方法執行以下步驟：

步驟1：采集衛星的多系統觀測信號，對采集到的信號進行基于門限的信號分解，分別得到門限內信號和門限外信號；

步驟2：對于門限內信號，通過平滑差分計算電離層TEC混沌序列；對于門限外信號，將信號轉換為序列；

步驟3：基于計算得到的電離層TEC混沌序列，構建觀測方程，求解硬件延遲參數；

步驟4：基于得到的序列，使用預先建立的模板序列，進行序列相位偏差計算；具體包括：確定出序列與模板序列之間的第一相位差，以及序列的轉置與模板序列之間的第二相位差；根據所述第一相位差和第二相位差確定組成所述序列中需要進行相位補償的序列值；利用所述第一相位差和第二相位差計算需要進行相位補償的序列值對應的相位補償值；利用序列值對應的相位補償值對所述需要進行相位補償的序列值進行相位補償。

進一步的，步驟3中基于計算得到的電離層TEC混沌序列，構建觀測方程，求解硬件延遲參數的方法執行以下步驟：

步驟3.1：獲取衛星的多星穿透點處的地理經緯度和仰角；

步驟3.2：基于計算得到的電離層TEC混沌序列，構建電離層TEC觀測方程；