[發明專利]一種多系統聯合衛星導航定位授時裝置及方法

在審

• 申請號: 202110955851.1
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113640838A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 丁慧霞;王智慧;董方云;李健;李占剛;滕玲;張庚;邢亞;楊德龍;王永明;陳端云;修榕康;徐智堅;蘇素燕;林彧茜;朱思成;潘娟;汪莞喬;高煒
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網福建省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01S19/33;G01S19/42;G04R20/02
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 李宏德

本發明公開了一種多系統聯合衛星導航定位授時裝置及方法，針對定位授時及單獨授時兩種不同的應用場景，利用接收機位置及時間信息唯一確定的信息，實現了定位及授時結果的可靠性的優化與改進。本發明在授時裝置位置未精確標定的應用場景下，授時裝置分別采用各系統的觀測量單獨定位，授時裝置的位置是唯一的，因此，可以用這四個系統解算得到的四個位置信息互相進行檢核，從而得到可靠性更高的位置及時間信息；通過事先標定的方式獲取授時裝置的精確位置，利用授時裝置的精確位置，各系統根據已知的位置信息對粗差較大的衛星信號觀測量進行剔除，并獨立進行解算接收機鐘差，提高單系統授時精度。

技術領域

本發明屬于定位授時技術領域，涉及一種多系統聯合衛星導航定位授時裝置及方法。

背景技術

目前現有授時方案往往側重于授時功能的實現及授時精度的改進，而對不同信號條件下授時的可靠性的考慮比較欠缺。

GNSS信號是一種微弱信號，極易被干擾，而不同的衛星信號在不同的信號頻段進行播發，典型的應用場景下，大量出現某1～2個系統被干擾，定位及授時結果惡化甚至錯誤。因此，在這種應用場景下，接收機定位及授時服務的可靠性就變得十分有應用意義。

其次，各個不同的GNSS系統獨立運行與維護，因此，在某一個系統在特定時段出現服務中斷或者精度惡化的情形下，用戶仍然希望接收機能提供穩定可靠的定位及授時結果。

現有授時方案將各系統的觀測量聯合進行解算，存在以下缺陷：

a.某一個GNSS系統出現系統性故障時，會引起授時終端出現定位/授時誤差；

b.不同系統的衛星導航信號在不同的頻率上進行播發，在某一個頻點的信號被干擾時，將會引起該頻點的定位/授時精度惡化，甚至引起該頻點的授時結果不可用。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種多系統聯合衛星導航定位授時裝置及方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種多系統聯合衛星導航定位授時方法，包括以下步驟：

接收導航系統的衛星信號，各導航系統的觀測量通過定位解算獲得各導航系統的位置及UTC時間；

利用定位解算的位置置信度對位置進行互相檢核，得到接收機位置的最優估計，輸出最優估計定位結果；

通過定位解算得到各導航系統的UTC時間之間的時間偏差估計，基于各導航系統授時結果，根據時間偏差估計解算某一導航系統的UTC時間估計，最終計算出某一導航系統UTC時間的最優估計；

根據用戶配置，選擇用戶指定的授時結果進行輸出，輸出最優估計時間結果。

上述方法進一步的改進在于：

所述接收導航系統的衛星信號后，對接收到的衛星信號進行觀測量粗差剔除處理，剔除觀測噪聲干擾及多徑干擾引起的觀測誤差，所述導航系統為GPS導航系統、BDS導航系統、Glonass導航系統和Galileo導航系統。

所述對接收到的衛星信號進行觀測量粗差剔除處理的具體方法如下：

根據接收機位置估計的歷史信息，計算得到測量值與預測值的偽距殘差；偽距殘差為相應衛星的偽距測量值減去幾何距離預測值與接收機鐘差預測值之和。

所述利用定位解算的位置置信度對位置信息進行互相檢核的具體方法如下：

S1.各導航系統定位解算的位置置信度初始化為0；

S2.計算各導航系統定位解算得到位置的三維距離如下：

PP_gb＝||P_gps-P_bds||