[發(fā)明專利]全空域多級觸發(fā)式GNSS空間信號質(zhì)量監(jiān)測評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110612086.3
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113281786B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔚保國;楊建雷;易卿武;李碩;鄧志鑫;王振華;葉紅軍;劉亮;趙精博;郎興康;郝碩;秦明峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種全空域多級觸發(fā)式GNSS空間信號質(zhì)量監(jiān)測評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)基于全球分布的監(jiān)測站采集GNSS衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)和星歷數(shù)據(jù)；

(2)綜合各監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù)和星歷數(shù)據(jù)，對全球觀測衛(wèi)星實(shí)時數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)域監(jiān)測評估，評價衛(wèi)星是否為疑似故障衛(wèi)星；

(3)確定疑似故障衛(wèi)星后，自動觸發(fā)中等口徑天線，通過中等口徑天線監(jiān)測系統(tǒng)對疑似故障衛(wèi)星進(jìn)行測量域和相關(guān)域閃拍式準(zhǔn)實(shí)時監(jiān)測處理，評價該衛(wèi)星是否為故障衛(wèi)星；具體方式為：

(301)確定疑似故障衛(wèi)星后，自動觸發(fā)中等口徑天線，并將疑似故障衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)編號、衛(wèi)星擴(kuò)頻碼編號、發(fā)現(xiàn)疑似故障衛(wèi)星時刻傳輸給中等口徑天線監(jiān)測系統(tǒng)，生成中等口徑天線工作指令；

(302)中等口徑天線監(jiān)測系統(tǒng)下載精密預(yù)報(bào)星歷數(shù)據(jù)，并根據(jù)疑似故障衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)編號、衛(wèi)星擴(kuò)頻碼編號、發(fā)現(xiàn)疑似故障衛(wèi)星時刻計(jì)算衛(wèi)星的軌道信息，調(diào)整天線俯仰角和方位角，自適應(yīng)確定采集頻點(diǎn)、帶寬、抽樣頻率、采樣率，然后閃拍式采集該衛(wèi)星的導(dǎo)航信號；

(303)基于采集的疑似故障衛(wèi)星的導(dǎo)航信號，計(jì)算導(dǎo)航信號的相關(guān)峰畸變、導(dǎo)航信號功率變化、電文信息比特錯誤率三項(xiàng)指標(biāo)；

(304)基于空間導(dǎo)航信號接口控制文件、衛(wèi)星研制要求和三項(xiàng)指標(biāo)的歷史閾值統(tǒng)計(jì)值，確定三項(xiàng)指標(biāo)的各自閾值，若三項(xiàng)指標(biāo)中有一項(xiàng)指標(biāo)超過其閾值，則判斷疑似故障衛(wèi)星為故障衛(wèi)星；若排除疑似故障為故障衛(wèi)星，則返回步驟(1)；

(4)確定故障衛(wèi)星后，自動觸發(fā)大口徑天線，對衛(wèi)星信號進(jìn)行時域、頻域、調(diào)制域、相關(guān)域、測量域、數(shù)據(jù)域和服務(wù)域的高精度后處理，確定衛(wèi)星故障原因。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全空域多級觸發(fā)式GNSS空間信號質(zhì)量監(jiān)測評估方法，其特征在于，所述監(jiān)測站為iGMAS監(jiān)測站。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全空域多級觸發(fā)式GNSS空間信號質(zhì)量監(jiān)測評估方法，其特征在于，步驟(2)的具體方式為：

(201)基于監(jiān)測站對衛(wèi)星的觀測值實(shí)時數(shù)據(jù)流，計(jì)算偽距跳變值和載波相位跳變值，第n個監(jiān)測站的碼偽距跳變值或載波相位跳變值的計(jì)算方式為：

式中，下標(biāo)X取code或carrier，取code時表示碼偽距，取carrier時表示載波相位；dPR_X,n(t)表示t時刻的碼偽距/載波相位跳變值，PR_X,n(·)表示相應(yīng)時刻的碼偽距/載波相位的測量結(jié)果，N為計(jì)算偽距基準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)的偽距數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量；

將dPR_X,n(t)的值與閾值進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)大于閾值的dPR_X,n(i)的個數(shù)CNT_X,dPR，若X取code或carrier時的CNT_X,dPR≥3，則判斷衛(wèi)星為疑似故障衛(wèi)星；

(202)基于監(jiān)測站對衛(wèi)星的觀測值實(shí)時數(shù)據(jù)流，分別計(jì)算t時刻以及時間間隔T條件下，第n個監(jiān)測站的碼偽距的差ΔPR_code,n(t,t+T)以及載波相位的差ΔPR_carrier,n(t,t+T)：

計(jì)算電離層對不同頻率測距的影響值I(t)：

式中，f_code(t)表示擴(kuò)頻碼頻率，f_carrier(t)表示載波頻率；

計(jì)算t時刻各個監(jiān)測站的碼偽距和載波相位的偏差：

ΔPR_carrier,n(t,t+T)-ΔPR_code,n(t,t+T)-2(I(t+T)-I(t))

將該偏差與閾值T_CCD,n進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)大于閾值T_CCD,n的偏差的個數(shù)CNT_CCD，若CNT_CCD≥3，則判斷衛(wèi)星為疑似故障衛(wèi)星；

(203)基于監(jiān)測站的星歷數(shù)據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)流，從上一小時星歷和下一小時星歷中提取鐘差、鐘速、鐘漂移率衛(wèi)星鐘誤差系數(shù)a_f0、a_f1、a_f2，利用下式計(jì)算t時刻的廣播鐘差clk_eph,n：

clk_eph,n＝a_f0+a_f1(t-t_oc)+a_f2(t-t_oc)²

其中，t_oc為參考時間；

此外，獲取衛(wèi)星精密鐘差文件，采用拉格朗日插值法計(jì)算相應(yīng)時刻某顆衛(wèi)星的精密鐘差clk_pre,n，并計(jì)算廣播鐘差與精密鐘差之間的差值dclk_n：

dclk_n＝clk_eph,n-clk_pre,n+(dz_eph,n-dz_pre,n)

式中，dz_eph,n為廣播鐘差的Z方向天線相位中心改正數(shù)，dz_pre,n為精密鐘差的Z方向天線相位中心改正數(shù)；

將dclk_n的值與閾值T_clk,n進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)大于閾值T_clk,n的dclk_n的個數(shù)CNT_dclk，若CNT_dclk≥3，則判斷衛(wèi)星為疑似故障衛(wèi)星；

(204)從監(jiān)測站的星歷數(shù)據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)流中提取廣播軌道參數(shù)，計(jì)算衛(wèi)星的廣播軌道R_eph,n；此外，獲取衛(wèi)星的精密軌道文件，計(jì)算相應(yīng)時刻的衛(wèi)星精密軌道R_pre,n，并實(shí)時計(jì)算廣播軌道相對于精密軌道的誤差dR_n：

式中，A為衛(wèi)星姿態(tài)矩陣，PCO_eph,n為監(jiān)測站所采用的衛(wèi)星天線相位中心改正數(shù)；

將dR_n的值與閾值T_R,n進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)大于閾值T_R,n的dR_n的個數(shù)CNT_dR，若CNT_dR≥3，則判斷衛(wèi)星為疑似故障衛(wèi)星；

(205)重復(fù)步驟(201)至(204)，直至監(jiān)測到疑似故障衛(wèi)星，然后執(zhí)行步驟(3)。